我院分析科学技术科研团队在本领域国际顶级期刊《Analytical Chemistry》发表系列研究成果

近日，我院分析科学技术科研团队在纳米传感器研究领域取得系列重要进展，相关研究成果连续发表在国际知名期刊《Analytical Chemistry》。

（1）以金属-有机框架纳米颗粒（MOFs）为无标记荧光标签基于光可控DNA Walker分子电路用于MicroRNA-21的可调谐检测

该团队基于MOFs（UiO-66-NH₂）的磷酸激活特性及其与Zr原子的竞争性配位作用，结合邻硝基苄基的光可控性质和DNA walker传感器，以UiO-66-NH₂作为无标记荧光标签，构建了miR-21可调谐荧光传感器。检测动态范围可以精确地从700倍调节到67000倍，检测范围从2.5 fM到36.7 pM可调，同时避免了标记物对探针性质的潜在干扰。本研究为临床样本中的逻辑计算和癌症诊断构建了布尔逻辑树和复杂分子电路，为复杂生物传感系统转化为可操作的医疗决策提供了强大解决方案，有助于疾病早期诊断。相关成果“Photocontrollable DNA Walker-Based Molecular Circuit for the Tunable Detection of MicroRNA-21 Using Metal−Organic Frameworks as Label-Free Fluorescence Tags”发表在Analytical Chemistry（2023, DOI: 10.1021/acs.analchem.3c03913），董江雪副教授为第一作者，济南大学高中锋副教授为通讯作者，河北大学为第一完成单位。

（2）以D-青霉胺@Ag/Cu纳米簇（DPA@Ag/Cu NCs）为探针用于筛选磷酸酯类有机磷农药和逻辑信息加密

该团队以课题组制备的黄色荧光DPA@Ag/Cu NCs为探针，实现了从常见有机磷农药中筛选OOPs，各有机磷导致的荧光信号变化趋势与理论计算的分子电负性结果一致。基于上述传感体系，成功设计了DPA@Ag/Cu NCs逻辑传感系统，构建了具有复杂逻辑电路的分子计算布尔逻辑树。通过对有机磷农药的荧光响应进行提取和二进制转换，开发了一种用于加密特定信息的人工荧光纳米神经元，实现了分子计算、编码、存储和信息加密。相关成果“D‑Penicillamine@Ag/Cu Nanocluster-Based Fluorescent Nanoneuron for Logic Screening Phosphonate-Type Organophosphate Pesticides and Steganographically Encrypting Information”发表在Analytical Chemistry（2023，95，11113），化学院博士生范亚杰为第一作者，董江雪副教授、申世刚教授和济南大学高中锋副教授为共同通讯作者，河北大学为第一完成单位。

以上研究工作得到了河北省自然科学基金、河北大学科研创新团队、河北省重点专项等项目的资助和支持。