信阳师范许婧/湖南大学蔡仁团队: Pb²⁺ + Hg²⁺ 双重金属离子准同时检测

学术   科学   2024-12-18 13:00   北京  

研究背景

重金属离子污染对人类健康存在严重的危害,因为大多数重金属的生物降解性极低。

目前已有多种检测方法用于重金属离子的检测,如表面增强拉曼光谱、原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱、荧光光谱、比色法等。与上述方法相比,自供能生物传感器在生物分子检测中因其无需外部电源、强大的抗干扰能力、超灵敏检测能力和高度识别特异性得到了广泛的应用。

然而,目前还没有关于具有双极检测重金属离子的自供能生物传感器的报道。主要原因是难以实现双生物电极对于双目标物的同时线性检测。

研究内容

近日,信阳师范大学许婧副教授和湖南大学蔡仁教授带领研究团队采用自供能传感器,利用传感器的阳极和阴极实现 Pb²⁺ 和 Hg²⁺ 双目标物准同时线性检测。
  • 图 1. (a) MoS2@CuS 异质结构的合成过程。(b-c)双极自供能生物传感器对 Pb²⁺ 和 Hg²⁺ 的检测过程。

本研究报道了一种基于 MoS2@CuS 异质结构作为共加速器,以杂交链反应 (HCR) 作为信号放大策略,用于准同时检测 Pb²⁺ 和 Hg²⁺ 的双向生物传感器。DNAzymes 的独特序列分别通过活性位点切割效应和胸腺嘧啶 (T)-Hg²⁺-胸腺嘧啶 (T) 结构识别 Pb²⁺ 和 Hg²⁺。在此过程中,Pb²⁺ 切割生物阳极上的 DNAzyme 序列,以触发葡萄糖氧化,以检测 Pb²⁺。形成的 T-Hg²⁺-T 结构激活 HCR,降低 [Ru(NH₃)₆]³⁺,以检测生物阴极处的 Hg²⁺。因此,该生物传感器不仅可以通过单电极的氧化还原反应引起的电流变化分别检测 Pb²⁺ 或 Hg²⁺,还可以通过观察生物阳极和生物阴极的开路电压 (Eocv) 准同时检测 Pb²⁺ 和 Hg²⁺。
该双向生物传感器在检测水源中 Pb²⁺ 和 Hg²⁺ 含量方面具有相当大的实用性。该工作得到了湖南大学谭蔚泓院士的指导。相关成果以“On-demand controlled bidirectional DNAzyme path for ultra-sensitive heavy metal ion detection”(《按需控制的双向 DNAzyme 路径用于超灵敏重金属离子检测》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上

论文信息

  • On-demand controlled bidirectional DNAzyme path for ultra-sensitive heavy metal ion detection
    Jing Xu, Yujin Li, Futing Wang, Xinqi Luo, Wei Zhang, Yifan Lyu, Hongfen Yang, Ren Cai* and Weihong Tan
    Chem. Sci., 2024, 15, 18170-18178
    https://doi.org
    /10.1039/D4SC04404E

作者简介

许婧 副教授
信阳师范大学

本文第一作者,信阳师范大学副教授,硕士生导师,河南省教学标兵,河南省青年科学家,河南省科技特派员,河南省优秀硕士毕业生、河南省优秀硕士、学士论文、三好学生、创新之星指导教师。发表学术论文 30 余篇(一作或者通讯),授权国家发明专利 2 项,出版科技著作 1 部,获批校级规划教材 1 部。许婧副教授负责设计、指导并组织了本研究工作。







蔡仁 教授
湖南大学

本文通讯作者,湖南大学教授,博士生导师,主要从事分子检测、分子医学和生物传感器等研究。在生物分子检测,疾病诊疗和生物传感器领域,发表 SCI 学术论文 90 余篇,其中包括在 J. Am. Chem. Soc.,Anal. Chem. 等国际顶级学术期刊发表第一作者或通讯作者论文 60 余篇,相关研究成果被C&EN等知名媒体报道。获国家级青年人才项目和国家自然科学基金项目支持。入选 Nanoscale 杂志 2024 Emerging Investigator。另外,兼任 Collagen and Leather 杂志青年编委。蔡仁教授参与设计和指导了本研究工作。

期刊介绍

Home to exceptional research and thought-provoking ideas. Open and free, for authors and readers.

rsc.li/chemical-science

Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
5-年影响因子*8.0
JCR 分区*Q1 化学-综合
CiteScore 分14.4
中位一审周期33 


Chemical Science 是涵盖化学科学各领域的跨学科综合性期刊,也是英国皇家化学会的旗舰期刊。所发表的论文不仅要在相应的领域内具有重大意义,而且还应能引起化学科学其它领域的读者的广泛兴趣。所发表的论文应包含重大进展、概念上的创新与进步或者是对领域发展的真知灼见。发文范围包括但不限于有机化学、无机化学、物理化学、材料科学、纳米科学、催化、化学生物学、分析化学、超分子化学、理论化学、计算化学、绿色化学、能源与环境化学等。作为一本钻石开放获取的期刊,读者可以免费获取所发表论文的全文,同时从该刊的论文版面费由英国皇家化学会承担,论文作者无需付费。

Editor-in-Chief

  • Andrew Cooper
    🇬🇧 利物浦大学

Associate editors
  • Vincent Artero
    🇫🇷 格勒诺布尔阿尔卑斯大学/法国原子能和替代能源委员会

  • Luis M. Campos
    🇺🇸 哥伦比亚大学

  • Lin Chen
    🇺🇸 西北大学

  • Graeme Day
    🇬🇧 南安普敦大学

  • Mircea Dincă
    🇺🇸 麻省理工学院

  • François Gabbaï
    🇺🇸 得克萨斯农工大学

  • Subi George
    🇮🇳 贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心

  • Ryan Gilmour
    🇩🇪 明斯特大学

  • Stephen Goldup
    🇬🇧 伯明翰大学

  • Jinlong Gong (巩金龙)
    🇨🇳 天津大学

  • Zaiping Guo (郭再萍)
    🇦🇺 阿德莱德大学

  • Christian Hackenberger
    🇩🇪 德国莱布尼茨分子药理学研究所

  • Malika Jeffries-EL
    🇺🇸 波士顿大学

  • Ning Jiao (焦宁)
    🇨🇳 北京大学

  • Tanja Junkers
    🇦🇺 莫纳什大学

  • Hemamala Karunadasa
    🇺🇸 斯坦福大学

  • Maja Köhn
    🇩🇪 弗莱堡大学

  • Yi-Tao Long (龙亿涛)
    🇨🇳 南京大学

  • James K McCusker
    🇺🇸 密歇根州立大学

  • Thomas J Meade
    🇺🇸 西北大学

  • Paolo Melchiorre
    🇮🇹 博洛尼亚大学

  • Gabriel Merino
    🇲🇽 墨西哥国家理工学院科研和高级研究中心

  • Hannah Shafaat
    🇺🇸 加州大学洛杉矶分校

  • Dmitri Talapin
    🇺🇸 芝加哥大学

  • Toshiharu Teranishi
    🇯🇵 京都大学

  • Andrei Yudin
    🇨🇦 多伦多大学

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

 CiteScore 2023 by Elsevier

 中位数,仅统计进入同行评审阶段的稿件








欢迎联系我们发布论文报道
📧 RSCChina@rsc.org

点击下方「阅读原文」查看

↓↓↓

RSC英国皇家化学会
英国皇家化学会,是全球领先的化学学术团体,致力于推动化学科学的卓越发展。推送最新的国际化学新闻,分享顶尖的化学科研成果及丰富的化学学术活动。
 最新文章