近日，我校化科院王琛教授团队成功研制出不对称双纳米针传感器，实现了对致病菌无标记、多通道、超灵敏、快速定量检测，为食品安全监测、临床感染诊断提供了颠覆性新技术方案，相关成果以“Enzymatic Charge Switching in Asymmetric Dual-Barrel Nanopipettes for Multiplex and Label-Free Bacterial Detection”为题发表在化学顶级期刊国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》(DOI: 10.1021/jacs.5c23220)。

细菌感染严重威胁公共卫生，传统检测耗时长、成本高，难以满足现场快速筛查需求。针对传统细菌检测的痛点，王琛团队另辟蹊径，将酶促电荷切换与双桶纳米通道离子电流整流（ICR） 相结合，构建出仿生纳米通道传感平台。在不同酶作用下，通道间电荷密度由单极不对称性向对称或双极不对称改变，进而产生特征性电流响应，实现对不同细菌的特异性识别。该平台可在30分钟内完成检测，且无需标记或复杂设备。研究表明，其对大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的检测限分别低至12 CFU/mL和126 CFU/mL，表现出优异的灵敏度与检测性能。进一步研究表明，该传感器在牛奶、饮用水及血清等复杂实际样品中均具有良好的适用性和稳定性，检测回收率高、重复性良好，能够实现多种场景下的快速细菌定量分析。此项研究将纳米流体技术与生物传感深度融合，为开发便携式病原检测设备、应对细菌感染与抗生素耐药问题提供关键技术支撑。

博士研究生王如意同学和中国药科大学韩凌飞博士为该论文的共同第一作者，王琛教授为唯一通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和江苏省重点研发计划等项目的支持。

全文链接：https://pubs.acs.org/action/showCitFormats?doi=10.1021/jacs.5c23220&ref=pdf

图. 不对称功能化双通道纳米移液器的构建及细菌检测原理示意图