細胞的活動高度依賴于活性氧(ROS)信号分子，其中超氧陰離子(O₂^•−)和過氧化氫(H₂O₂)共同調節細胞凋亡和氧化應激等生物學過程，實現O₂^•−和H₂O₂的同時鑒定具有重要意義，但在複雜環境下同時檢測活細胞釋放的O₂^•−和H₂O₂仍面臨較大挑戰。

近日，我院生化傳感團隊李長明/郭春顯教授團隊最新研究成果發表在傳感領域知名期刊ACS Sensors (IF=9.618)上，相關成果題目為“Interfacial Regulation of ZIF-67 on Bacteria to Generate Bifunctional Sensing Material on Chip for Qualifying Cell-Released Reactive Oxygen Species”。史轉轉博士為第一作者，郭春顯、李長明教授為通訊作者，我校為第一通訊單位。

該研究成果從分子傳感界面定向構築的角度出發，設計合成了一種雙功能仿生酶傳感材料，通過界面調節ZIF-67對細菌的原位修飾獲得了钴納米顆粒/氮摻雜多孔碳納米棒(Co/N-doped CNRs) 定向構築了雙功能分子傳感界面。進一步，基于印刷技術構建了電化學傳感芯片實現了對細胞釋放O₂^•−和H₂O₂的同時檢測。Co/N-doped CNRs具有獨特的多孔結構和顯著增大的比表面積，其中Co納米顆粒提供了豐富的活性位點。利用雙功能Co/N-doped CNRs制備電化學傳感芯片，其響應時間短(O₂^•−為0.5 s, H₂O₂為1.9 s)，檢出限低(O₂^•−為0.69 nM, H₂O₂為2.25 μM)，靈敏度高(O₂^•−為792.30 μA·μM⁻¹·cm⁻², H₂O₂為153.91 μA·mM⁻¹·cm⁻²)，優于目前報道的雙功能仿生酶。

該工作的開展獲得了國家重點研發計劃（2021YFA0910403）、國家自然科學基金面上項目（NO.21972102）等支持。