論文作者：張鈺琪，指導(dǎo)教師：柳文媛、紀(jì)順利
所屬學(xué)院：藥學(xué)院，二級(jí)學(xué)科：藥學(xué)
01 導(dǎo)師說
柳文媛教授：張鈺琪同學(xué)的論文立足國(guó)家食品安全和醫(yī)藥領(lǐng)域相關(guān)需求，從2020年的“酸湯子”食物中毒事件出發(fā)，創(chuàng)造性解決了痕量毒素快檢技術(shù)瓶頸；從藥品質(zhì)量控制和疾病診斷領(lǐng)域?qū)嶋H需求出發(fā)，構(gòu)建藥物制劑質(zhì)量控制和疾病標(biāo)志物監(jiān)測(cè)方法。論文的核心創(chuàng)新在于：一是構(gòu)建了CS-AuNPs雙模傳感策略，將復(fù)雜的色譜檢測(cè)簡(jiǎn)化為肉眼可辨的顏色變化與手機(jī)智能識(shí)別，使普通家庭實(shí)現(xiàn)BA自主檢測(cè)成為可能；二是仿生設(shè)計(jì)MA-Cu多酶模擬納米酶，克服了天然酶和傳統(tǒng)納米酶在制備和應(yīng)用中的挑戰(zhàn)，為仿生高性能納米酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的角度和見解。論文工作并不是一帆風(fēng)順的，張鈺琪同學(xué)在研究中展現(xiàn)出相當(dāng)?shù)墓?jiān)克難能力和對(duì)自己的較高要求。期待她在科研道路上繼續(xù)秉持“興藥為民”的初心，做關(guān)系人民生命健康的、有溫度的研究，將實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為守護(hù)人民健康的有力武器。
紀(jì)順利副教授：張鈺琪同學(xué)的論文工作以金屬納米傳感器的創(chuàng)新構(gòu)建為核心，系統(tǒng)解決了痕量物質(zhì)分析中的靈敏度、選擇性和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)難題。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上，通過一步配位策略，實(shí)現(xiàn)了CS-AuNPs與MA-Cu納米酶的高效制備，其綠色、簡(jiǎn)便的合成工藝為納米材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了新思路。在應(yīng)用拓展中，創(chuàng)新性地將MA-Cu的多酶活性與實(shí)際檢測(cè)需求結(jié)合，開發(fā)的分析檢測(cè)方法不僅具有令人滿意的靈敏度和選擇性，更通過雙模式設(shè)計(jì)提升了檢測(cè)可靠性。課題組研究始終秉持“科研服務(wù)社會(huì)”的理念，研究方向涉及食品安全、疾病診療和環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域。面對(duì)實(shí)驗(yàn)瓶頸時(shí)，張鈺琪同學(xué)能迅速調(diào)整方案并深入分析機(jī)理，這種科學(xué)精神和工作作風(fēng)是其克服困難的有力武器。相信憑借這份對(duì)科研的熱愛與追求，張鈺琪同學(xué)能夠在藥學(xué)領(lǐng)域書寫更多精彩篇章。
02 作者說
選擇這個(gè)課題源于2020年發(fā)生的一起重大食物中毒事件：一家12人聚餐，9人食用酸湯子后中毒相繼死亡，原因就是食用的酸湯子被細(xì)菌毒素米酵菌酸污染。受該事件觸動(dòng)，我們研究開發(fā)針對(duì)米酵菌酸的現(xiàn)場(chǎng)快檢技術(shù)和商品化檢測(cè)試劑盒，以求避免類似中毒事件的發(fā)生，同時(shí)幫助醫(yī)療救助人員及時(shí)確定中毒原因，為進(jìn)一步的治療提供指導(dǎo)。探索MA-Cu納米酶的過程則更像是“意外之喜”。原計(jì)劃合成單功能漆酶模擬物，卻在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)其能催化三種不同類型的反應(yīng)，為納米酶的多領(lǐng)域應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外，與大多數(shù)基于自由基催化途徑的漆酶模擬物不同，MA-Cu納米酶不僅模擬了天然漆酶的催化功能，而且還具有與天然漆酶類似的電子轉(zhuǎn)移催化機(jī)制，是一種綠色、無(wú)污染的漆酶模擬納米酶。
回首研究歷程，每一次突破都凝聚著兩位指導(dǎo)老師的智慧與心血。從選題時(shí)的方向指引，到實(shí)驗(yàn)受挫時(shí)的點(diǎn)撥鼓勵(lì)，再到論文撰寫中的字斟句酌，兩位老師以淵博的學(xué)識(shí)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，為我樹立了科研工作者的典范。柳文媛教授治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)識(shí)淵博、關(guān)愛學(xué)生，在科研和生活中都給予我很多關(guān)心和幫助，真正做到以己之德，育人之才。紀(jì)順利副教授才思敏捷、誨人不倦，是我的良師益友，共同踐行著“上下同欲者勝，風(fēng)雨同舟者興”這一共同理念。同時(shí)，我也非常感謝實(shí)驗(yàn)室并肩奮斗的伙伴們，無(wú)數(shù)次頭腦風(fēng)暴與實(shí)驗(yàn)復(fù)盤，讓我深刻體會(huì)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量。我還要向家人致以最深的愛與感激，是父母的理解讓我能全身心投入科研；面對(duì)就業(yè)與深造抉擇時(shí)，是父母的支持讓我堅(jiān)定讀博的信念。未來(lái)，我將以“做有用的科研”為初心，繼續(xù)深耕納米生物傳感領(lǐng)域，期待能開發(fā)出更精準(zhǔn)的臨床檢測(cè)工具，讓科研成果真正惠及民生。最后，愿每位科研追夢(mèng)人都能在探索未知的道路上，收獲屬于自己的星辰大海。
03 碩士論文簡(jiǎn)介
本文針對(duì)食品安全與生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域的核心問題，創(chuàng)新性構(gòu)建了兩種高性能金屬納米傳感器。第一部分工作聚焦致命毒素米酵菌酸（BA）的現(xiàn)場(chǎng)快檢難題，首次開發(fā)了半胱胺修飾金納米顆粒（CS-AuNPs）雙模檢測(cè)平臺(tái)。通過BA誘導(dǎo)納米粒子聚集產(chǎn)生的酒紅-藍(lán)紫色變及紫外吸收位移，結(jié)合智能手機(jī)RGB識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)了食品/生物樣本中BA的現(xiàn)場(chǎng)可視化檢測(cè)。該方法檢測(cè)限低，檢測(cè)時(shí)間僅需數(shù)分鐘，并可實(shí)現(xiàn)高通量檢測(cè)，較傳統(tǒng)色譜方法具有顯著優(yōu)勢(shì)。
第二部分工作通過模擬天然酶的活性位點(diǎn)結(jié)構(gòu)和電子轉(zhuǎn)移途徑，以經(jīng)濟(jì)易得的三聚氰胺（MA）為配體構(gòu)建多酶模擬納米酶MA-Cu，突破天然酶穩(wěn)定性差、成本高的局限。與天然酶相比，該納米酶具有更高的催化活性、底物親和力和耐受性。基于MA-Cu的漆酶樣、兒茶酚氧化酶樣和過氧化物酶樣活性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了食品樣品中硫化物添加劑的選擇性檢測(cè)、噴霧制劑中腎上腺素的質(zhì)量控制，以及疾病標(biāo)志物谷胱甘肽的含量監(jiān)測(cè)。此外，結(jié)合密度泛函數(shù)理論計(jì)算，對(duì)MA-Cu納米酶的催化機(jī)制、檢測(cè)機(jī)理和配體可調(diào)性進(jìn)行了詳細(xì)探究。具有多酶模擬活性的MA-Cu納米酶有望成為天然酶的有效替代品，在環(huán)境降解、食品檢測(cè)、藥物質(zhì)控和疾病標(biāo)志物監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。
學(xué)術(shù)成果
代表性成果一：米酵菌酸（BA）是一種致命的細(xì)菌毒素，常存在于發(fā)酵或變質(zhì)的食物中（如各種谷物、泡發(fā)的木耳和玉米制品等），BA中毒具有極高的致死率。針對(duì)BA現(xiàn)場(chǎng)快檢難題，設(shè)計(jì)了半胱胺修飾的金納米顆粒（CS-Au NPs），并建立了BA雙模式檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了BA快速、實(shí)時(shí)和高通量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。相關(guān)成果以第一作者發(fā)表于國(guó)際期刊Food Control（IF=6.30，JCR: Q1 TOP）。
代表性成果二：天然酶作為一種具有高效催化活性的生物大分子，其實(shí)際應(yīng)用受到成本高、穩(wěn)定性差和難回收等固有缺點(diǎn)的嚴(yán)重限制。受天然酶活性位點(diǎn)結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，以具有經(jīng)濟(jì)效益的三聚氰胺（MA）為原料，在室溫水體系中一步制備了具有多酶模擬活性的MA-Cu納米酶，成為天然酶的有效替代品，并探索了其在環(huán)境降解、食品檢測(cè)、藥物質(zhì)控和疾病標(biāo)志物監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)工作以第一作者身份發(fā)表于國(guó)際著名期刊Biosensors and Bioelectronics（IF=10.50，JCR: Q1 TOP）。
代表性成果三：工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有毒試劑和含油污水的非法排放，以及頻發(fā)的海上石油泄漏事故，不僅造成了資源浪費(fèi)，而且嚴(yán)重破環(huán)了生態(tài)環(huán)境，不利于綠色、可持續(xù)發(fā)展。受“貽貝黏附”和“蓮葉效應(yīng)”的啟發(fā)，通過配體交換和聚多巴胺的生物黏附，成功制備了具有超疏水/超親油特性的功能復(fù)合材料（ZIF-8-PDA@MS）。該復(fù)合材料具有獨(dú)特的微/納米粗糙表面和多尺度分層多孔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了水中溢油和有機(jī)試劑的選擇性、高效吸附，以及光熱聯(lián)合抗菌和光熱降粘效果，在水中有害物質(zhì)去除和海水淡化等方面表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。相關(guān)工作以第一作者身份發(fā)表于國(guó)際知名期刊Journal of Hazardous Materials（IF=11.30，JCR: Q1 TOP）。