近日，我院刘明星教授团队在国际权威期刊《Journal Of Cleaner Production》（IF=11.072，Top期刊，JCR/中科院1区）发表题目为“Preparation and model construction of novel 2D nanocomposite of Zn-P-GCNN and its mechanisms of synergistic adsorption for Cu(II) and methylene blue”的研究论文（DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.136387）。湖北工业大学为第一署名单位，博士研究生郑美娥为第一作者，刘明星教授为通讯作者。在国际权威期刊《Nanoscale》（IF=8.307，Top期刊，JCR1区和中科院2区）发表题目为“A label-free electrochemical immunosensor based on Au-BSN-rGO for high-sensitive detection of β-Amyloid 1-42”的研究论文（DOI: 10.1039/D2NR05787E）。湖北工业大学为第一署名单位，硕士研究生李孟娇为第一作者，刘明星教授为通讯作者。
基于石墨烯具有优良的导电性能、光透过性、比表面积大和易功能掺杂修饰等特性，构建并制备了具有协同吸附功能的多孔结构和大比表面积的新型2D超薄纳米复合材料Zn-P-g-C3N4，研究表明，在最佳吸附条件下纳米复合材料对Cu（II）和亚甲基蓝（MB）的吸附能力分别达到114.68和265.50mg/g；同时，利用密度泛函理论（DFT）的第一原理计算建立了吸附模型，可准确研判Cu（II）和MB在吸附剂上的分布、构象变化和吸附能量等特征；探索了纳米复合材料的空穴结构及多孔特性是其具有协同吸附的基本原因，因此，这种新型的2D超薄纳米复合材料Zn-P-GCNN在处理环境污染物具有潜在的应用前景。而且，课题组将进一步探索复合材料对于蛋白质和生物活性小分子的吸附作用，为慢性疾病的生物标志物和小分子的诊断分析检测提供理论依据。
Zn-P-GCNN对Cu（II）和亚甲基蓝的协同吸附机制示意图
Zn-P-GCNN的空穴结构、模型构建及机理探索
阿尔茨海默病（AD）是一种多发于老年群体中的神经退行性疾病。据报道Aβ 1-42是诊断AD的重要生物标志物，Aβ斑块聚集是导致AD发病的主要因素，因此对于Aβ 1-42的高效检测受到了广泛关注。根据前期研究工作，课题组以金修饰的硼/硫/氮共掺杂的还原氧化石墨烯（Au-BSN-rGO）为基底材料，构建了低成本、高灵敏和特异性检测Aβ 1-42的无标记电化学免疫传感器；利用密度泛函理论（DFT）的第一原理计算，探索了复合材料的电化学导电机理；同时，该免疫传感器的线性检测范围为0.1 pg/mL~10 ng/mL，检测限为0.072 pg/mL，具有良好的特异性、稳定性和重现性，在实际样品分析中检测Aβ 1-42的回收率为89%~109%，RSD为2.61%~4.19%，因此，该免疫传感器在临床诊断分析Aβ 1-42具有良好的应用前景，为慢性疾病生物标志物的高效精准诊断检测提供了一种新方法。
基于Au-BSN-rGO的无标记电化学免疫传感器的构建示意图
Au-BSN-rGO和无标记电化学免疫传感器的电化学特征
国际权威Top期刊《Journal Of Cleaner Production》创刊于1993年，由ELSEVIER出版商出版，主要报道涵盖环境科学-工程及其相关科学，在行业领域中学术影响较大。《Nanoscale》是纳米材料领域的国际权威Top期刊，主要报道新型纳米材料的构建及其在生物医药、医疗器械和诊断试剂等相关科学领域的应用研究。刘明星教授团队长期从事生物医用纳米材料的构建及其在生物医药、诊断试剂等相关领域的应用研究，团队成员包括祝红达副教授、郭惠玲副教授、孙红梅副教授和余琦副教授。针对上述方向，已发表包括《Talant》（doi：10.1016/j.talanta.2022.123577. IF=6.556）、《Microchimica Acta》（EMID:712d22abecdf21fa，IF=6.408）等多篇高水平论文。本研究受到工业发酵省部共建协同创新中心和湖北工业大学“细胞调控与分子药物学科111创新引智基地”的资助。
本文转载自湖北工业大学
