张云教授课题组在POCT研究领域取得重要进展

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即时检测（POCT，point-of-care testing）泛指一类利用便携式设备及配套试剂实现现场快速检测分析的新方法。该方法具有成本经济、操作简单、检测快速等突出优点，尤其适用于偏远地区、突发事件现场、家庭自检等资源有限环境下进行疾病诊断、环境污染监测和食品安全分析。然而，真正成功实现商品化且进入千家万户的仅有血糖仪等屈指可数的POCT产品，远不能满足人们日益增长的健康提升需要。事实上，发展新型POCT方法已成为21世纪人类在分析化学领域面临的最重大挑战之一。

       光散射是自然界中一种常见的光学现象，如晚霞、蓝天等。丁达尔效应（TE，Tyndall effect）则是一种发生在胶体溶液中的光散射现象——当一束光线透过此类溶液时，从垂直入射光方向可以观察到一条因胶体颗粒对光线散射后形成的光亮“通路”。尽管国内外已有少量报道利用TE开展某些溶液体系的纳米水平团聚行为或胶体催化剂形成过程的定性研究，但其高效的比色信号转换特性及相关分析应用潜力还远远未被充分认识和开发。
       受此类自然现象的产生主要依赖胶体颗粒浓度和尺寸的启发，我院张云教授和中南民族大学付海燕教授合作，以纳米金为模型胶体体系，首次发展了一种基于TE的高毒害性Hg2+离子高灵敏POCT可视化检测新方法。纳米金经自组装修饰Tween-20后可在高浓度盐溶液中稳定单分散。当样品中存在靶标离子时，该稳定剂分子将因胶体探针表面形成Hg-Au合金而脱落；后者随即发生团聚并生成更大尺寸的复合物，最终导致反应溶液的TE明显增强。研究结果表明，新方法仅需使用一只激光笔（作为手持式光源）和一台智能手机（用于TE成像）即可测定浓度低至0.13 nM的Hg2+离子，比基于表面等离子体共振原理且依赖大型光学仪器的传统比色分析策略的检测灵敏度显著提高了5400倍以上。
       相关成果以“Ultrasensitive visual detection of Hg2+ ions via the Tyndall effect of gold nanoparticles”为题发表在化学领域国际知名期刊Chemical Communication（自然指数收录的82种全球自然科学类顶级期刊之一；影响因子5.996），并被选为当期的Outside Back Cover（外封底；以中国古代传说“牛郎织女鹊桥相会”为创意）。该项研究得到国家自然科学基金面上项目、广西杰出青年基金、中央引导地方科技发展资金、广西重点研发计划等项目资助。我院硕士研究生邓子豪和讲师金文英为论文共同第一作者，桂林理工大学为第一通讯单位。
       论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/cc/d0cc08003a。


       文章来源：桂林理工大学
       张云，1982年出生于湖南。博士，教授，硕士研究生导师，广西区杰出青年基金获得者，广西青年科技奖获得者。先后主持各类科研项目11项，其中国家自然科学基金项目3项（面上/地区/青年各1项）、中央引导地方科技发展专项资金项目1项、广西自然科学基金项目3项（杰青/面上/青年各1项）。已在Anal. Chem.（4篇）、Chem. Commun.（6篇）、Biosens. Bioelectron.（10篇）等国际学术期刊发表SCI收录论文50余篇，其中Nature Index遴选顶级期刊论文10篇、SCI一区TOP期刊论文26篇（含IF﹥10期刊论文10篇）、封面/封底论文5篇、单篇被引超100次论文3篇。参与撰写Elsevier出版英文专著1章。获授权中国发明专利9项。研究成果被Chemistry World、X-MOL、纳米人、搜狐科技等科技媒体专题报道4次。此外，受邀担任Anal. Chem.、Chem. Commun.、Biosens. Bioelectron.、ACS Appl. Mater. Inter.等国际SCI期刊审稿专家。