近日，分析化学与传感器技术领域的著名期刊《Sensors and Actuators: B. Chemical》（影响因子：8.0，中科院一区TOP期刊）和《Microchemical Journal》（影响因子：4.9，中科院二区期刊），相继发表了我院给排水科学与工程专业教师李孟洁博士在重金属离子检测领域的研究成果：“An electrochemical biosensor with homogeneous dual amplification strategy for sensitive analysis of Pb²⁺”，“Fullerene-based PEC aptasensor with DNA super sandwich structures and Pb²⁺-G quadruplex structures”和“DepAu/PTCDA-based PEC sensor coupling with an efficient quenching cluster for Pb²⁺assay”。重庆科技大学土木与水利工程学院为第一单位，李孟洁博士为第一作者，张丰博士为通讯作者。

Pb²⁺是一种具有毒性的重金属离子，其痕量存在可对人类健康及生态环境造成严重威胁。以上三篇论文分别以滚环扩增（RCA）、DNA超夹心结构以及DNA纳米花结合Pb²⁺-G四链体作为信号放大策略，结合多种纳米材料，构建了超灵敏检测水环境中铅离子（Pb²⁺）的生物传感器。第一项研究成果是在均相溶液内实现了DNAzyme辅助的Pb²⁺循环放大传感策略，通过测试均相溶液中是否存在信号分子MB从而获得电信号，实现对Pb²⁺灵敏检测，该体系在无需复杂电极修饰的前提下，将Pb²⁺的检测范围扩展至50 fM至500 nM，检测限低至16.7 fM，并表现出对常见金属离子的强抗干扰能力。而在第二和第三项研究成果中，通过制备出优良的光电材料和构建敏化结构增强光生载流子分离，获得强烈的初始光电流信号，同时该两项研究成果都利用了能够特异性识别Pb²⁺的DNA适配体，形成Pb²⁺-G四链体产生空间位阻猝灭光电流信号，再通过超夹心结构和DNA纳米花放大信号猝灭强度，实现对Pb²⁺的灵敏检测，该两种传感器实现了16.67 fM和1.67 fM超低检测限。这些研究共同揭示了结合信号放大策略和新型纳米材料，能够有效提升生物传感器的检测灵敏度。该几项研究构建的传感平台为水环境中Pb²⁺的实时监测提供了高效、有前景的策略和参考。

上述研究得到了中国博士后科学基金面上项目、重庆市科技局项目、重庆市教委科技项目和重庆科技大学研究生创新计划的大力支持。近年来，李孟洁老师团队致力于光电材料和化学生物传感器的研究，开发的各种光电化学生物传感器、电化学传感器为水环境污染物监测等关键问题提供了可靠工具与参考，也为污染治理提供了重要的技术支撑。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136225

https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.112563

https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.111570