光子技术研究院郭团教授课题组在环境雌激素筛查的光纤传感领域取得重要进展

发布单位:机构人员汇总 [2021-09-08 00:00:00] 打印此信息

近日,暨南大学光子技术研究院郭团教授课题组和清华大学环境学院周小红教授课题组合作,在环境风险快速智能化筛查的光纤传感领域取得重要进展,双方联合研制出面向环境雌激素快速筛查的超灵敏倾斜光栅表面等离子体共振生物传感器,将雌激素结合活性当量浓度检出限较国际同期技术降低了2个数量级。该技术可进一步拓展至其他内分泌干扰效应的筛查(雄激素、孕激素、甲状腺激素等),有望为环境痕量污染物的大范围风险筛查提供快速、便携、免标记解决方案。成果以“Ultrasensitive detection of endocrine disruptors via superfine plasmonic spectral combs”为标题发表于光学领域权威期刊Light: Science & Applications(IF:17.782),暨南大学张学军博士生为论文共同第一作者,郭团老师与周小红老师为共同通讯作者。

(Light: Science & Applications期刊截图)

环境雌激素(environmental estrogens,EEs)种类繁多、结构复杂,能够在极低浓度下干扰生物内分泌系统进而导致繁殖发育异常,被联合国环境规划署列为全球重点应对的环境污染物。光学生物传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强等优势,在环境污染物检测方面得到广泛应用。但目前现有检测技术面临的主要难点包括:如何进一步提高传感界面光与待测物之间的相互作用,以及如何克服待测物化学结构多样性带来的识别困难。上述问题的解决需要通过环境、光学、生物、化学等多学科交叉融合,深入探究传感新机理和新方法,突破现有技术瓶颈,为环境健康监测提供新手段。

为了解决上述问题,暨南大学郭团教授课题组和清华大学周小红教授课题组合作,联合研制出面向环境雌激素超灵敏筛查的倾斜光栅表面等离子体共振生物传感器。这一技术将能量高度密集的超精细等离子体光谱梳汇聚于头发丝大小的光纤波导上,以重组人源雌激素受体α配体结合域蛋白为生物识别元件,基于受体与环境雌激素特异性识别这一信号通路分子起始事件,研发等离子共振增强型倾斜光纤光栅传感元件,基于分子动力学模拟提出可再生光纤界面修饰方法与具有放大效果的受体检测模式,集成研制环境雌激素结合活性超灵敏定量筛查的免标记型光纤生物传感器,对环境样品中雌二醇结合活性当量浓度检出限降低至1.5 ng L-1,较现有技术降低2个数量级。通过结合其他核受体蛋白,该技术可拓展至其他内分泌干扰风险物的筛查。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41377-021-00618-2

(光子技术研究院)

责编:李伟苗