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【科技前沿】第49期:我校生命与环境科学学院韩国成教授科研团队在生物传感领域权威期刊连续发表4篇SCI高水平论文(图)

作者:发布时间:2024年05月11日 16时42分

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近日,我校生命与环境科学学院韩国成教授科研团队的硕士研究生山晨薇、薛玉婷、宋科航分别在生物传感器领域权威SCI期刊《Talanta》《Electrochimica Acta》和《Microchemical Journal》上发表高水平研究论文。《Talanta》的 JCR分区为Q1,中科院分区为1区Top,最新影响因子为6.1;《Electrochimica Acta》在JCR分区为Q1,中科院分区为2区,最新影响因子为6.6;《Microchemical Journal》在JCR分区为Q1,中科院分区为2区,最新影响因子为4.8。

山晨薇以第一作者在SCI生物传感杂志《Talanta》上发表题为“Electrochemical immuno-biosensors for the detection of the tumor marker alpha-fetoprotein: A review”(https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.125638)的论文,其导师韩国成为通讯作者,太阳成tyc7111cc为第一完成单位,我校高级工程师冯小珍和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。甲胎蛋白( alpha-fetoprotein,AFP )是一种糖蛋白,具有多种重要的生理功能,包括转运、免疫抑制、诱导T淋巴细胞凋亡等。AFP与肝细胞癌及多种肿瘤的发生发展密切相关,均可表现为高浓度,因此被作为多种肿瘤的阳性检测指标。该论文综述了近年来基于电化学( EC )、光电化学( PEC )和电化学发光( ECL )三种免疫生物传感器检测肿瘤标志物AFP的研究进展,通过不同材料或自制复合材料修饰电极,选择不同的信号分子作为单探针或双探针用于AFP的检测;此外,还对AFP免疫电化学传感器的发展现状和应用前景进行了回顾和总结。基于双信号比率的免疫传感器的研究并不多,常用的探针有亚甲基蓝( MB )和二茂铁( Fc ),该研究以更多的新型信号分子作为探针制备双信号比率传感器将更具创新性。

山晨薇以第一作者在SCI生物传感杂志《Microchemical Journal》上发表题为“Fabrication of block-shaped Sb2O3and flower-shaped CoNPs nanocomposites for ultrasensitive antioxidant quercetin sensing and its electrooxidation mechanism”(https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.110661)的论文,其导师韩国成为通讯作者,太阳成tyc7111cc为第一完成单位,我校高级工程师冯小珍和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。槲皮素( Quercetin,Qu )是一种天然的五羟黄酮,被认为是一种有效的自由基清除剂,能抵御氧化对细胞的损伤,并具有雌激素和抗癌活性。作者分别制备了基于块状氧化锑( Sb2O3)和多壁碳纳米管( MWCNTs )的Sb2O3@MWCNTs/GCE传感器和基于吡咯( Pyrrole )和花状钴纳米颗粒( CoNPs )的Pyrrole/CoNPs/GCE传感器,用于超灵敏地检测槲皮素,因为这些改性纳米复合材料对槲皮素具有极佳的催化作用。相比之下,第二种传感器可以超灵敏地检测槲皮素,其线性范围更广( 0.10-100.00μmol·L-1),检测限为0.033μmol·L-1,灵敏度为8.98 µA·μmol·L-1·cm-1。此外,这两种传感器都具有良好的重复性、稳定性和选择性,对银杏叶中抗氧化剂槲皮素的回收率在95.50%至103.86%之间,槲皮素分别占药片中黄酮醇苷( 19.20 mg )的35.60%和39.57%。这些研究证明了这两种传感器在实际检测中的潜在应用价值。

薛玉婷以第一作者在SCI工程技术-电化学综合研究杂志《Electrochimica Acta》上发表的论文题为“Enzyme-free glucose sensor based on electrodeposition of multi-walled carbon nanotubes and Zn-based metal framework-modified gold electrode at low potential”(https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.125638),其导师韩国成教授为通讯作者,太阳成tyc7111cc为第一完成单位,我校冯小珍高级工程师和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。该工作使用Zn-MOF和多壁碳纳米管被用作信号放大器来修饰金电极催化葡萄糖,制备了一种无酶电化学葡萄糖传感器Zn-MOF / MWCNTs / GE。采用循环伏安法( CV )、i-t法将两种材料在电极上进行修饰,并通过扫描电子显微镜( FESEM )和能谱( EDS )、X射线光电子能谱( XPS )、X射线衍射( XRD )和拉曼光谱对其表面进行表征。该传感器体系在低电位下对葡萄糖进行检测,实现了较宽的线性范围和较高的灵敏度,以及良好的重现性、重复性和选择性。当测量人血清样品中的葡萄糖浓度时,误差仅为1.76 %,回收率在98.52 - 102.65 %之间,RSD小于8.00 %。因此,该传感器具有应用于真实世界测试场景的潜力。

宋科航以第一作者在SCI化学-分析化学杂志《Microchemical Journal》上发表题为“Composites of nano-flower copper nanoparticles and well dispersed multi-walled carbon nanotubes for the voltammetric detection of moxifloxacin in pork”(https://doi.org/10.1016/j.electacta.2024.144009)的论文,其导师冯小珍为通讯作者,太阳成tyc7111cc为第一完成单位,我校教授韩国成和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。作者在玻璃碳电极( GCE )上,基于纳米花状结构的铜纳米颗粒( CuNPs )和分散良好的多壁碳纳米管( MWCNTs )制备了CuNPs/MWCNTs/GCE电化学传感器,通过扫描电子显微镜( SEM )、X射线能量色散光谱( EDS )、循环伏安法( CV )进行形貌表征和电化学行为研究,结果证明了CuNPs与MWCNTs在检测莫西沙星( MOX )时具有协同信号放大作用。优化方案后,采用差分脉冲伏安法( DPV ),MOX在5.00-1000.00μmol·L−1浓度范围内获得良好的线性关系,检测限( LOD )为0.205μmol·L−1。电化学传感器的选择性、重现性和稳定性较好,用于检测猪肉样品中的MOX回收率在102.75-104.14%之间,相对标准偏差( RSD )小于6.00%。经过计算,推导出MOX电化学反应过程涉及2个质子和2个电子的转移。

以上研究成果均得到国家自然科学基金(No. 62361014, 81873913, 61861010, 61661014)和广西地区自然科学基金(No. 2024GXNSFAA010289, 2018GXNSFAA281198, 2018GXNSFBA281135)等资助。

原文链接:

[1]C.-W. Shan, Z. Chen, G.-C. Han, X.-Z. Feng, H.-B. Kraatz, Electrochemical immuno-biosensors for the detection of the tumor marker alpha-fetoprotein: A review, Talanta 271 (2024) 125638.https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.125638

[2]Y.-T. Xue, Z. Chen, X. Chen, G.-C. Han, X.-Z. Feng, H.-B. Kraatz, Enzyme-free glucose sensor based on electrodeposition of multi-walled carbon nanotubes and Zn-based metal framework-modified gold electrode at low potential, Electrochimica Acta, 483 (2024).https://doi.org/10.1016/j.electacta.2024.144009

[3]K-H. Song, F-L. Chen, J-T. Xu, K-Z. Wang, X-Z.Feng, G-C. Han, H-B.Kraatz, Composites of nano-flower copper nanoparticles and well dispersed multi-walled carbon nanotubes for the voltammetric detection of moxifloxacin in pork, Microchemical Journal (2024), doi:https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.110631

[4]C.-W. Shan, H.-T. Hu, Z. Chen, G.-C. Han, X.-Z. Feng, H.-B. Kraatz, Fabrication of block-shaped Sb2O3and flower-shaped CoNPs nanocomposites for ultrasensitive antioxidant quercetin sensing and its electrooxidation mechanism, Microchemical Journal. 201 (2024) 110661.https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.110661