吉大尹升燕团队: 基于石墨烯气凝胶实现对大肠杆菌的高灵敏痕量检测

研究背景

大肠杆菌是一类常见的致病菌，能够通过多种感染渠道导致大肠杆菌感染大规模爆发。根据食品安全国家标准（GB4789.3-2010）规定，现行的大肠杆检测方法主要有两种：大肠菌群 MPN 计数法和大肠菌群平板计数法。传统的大肠杆菌检测方法耗时较长且操作复杂，不适合进行食品检疫等大批量样品的检测。医疗中，如果检测时间过长也可能会导致诊治的延迟。

论文详情

近日，吉林大学尹升燕教授和中国医科大学王广斌副教授带领研究团队采用石墨烯气凝胶为检测基底，经过功能化修饰后构筑了大肠杆菌检测电极，可对大肠杆菌进行高灵敏度、高特异性的痕量检测。该成果以“Capture and Detection of Escherichia coli with Graphene Aerogels”为题，发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry B 上。

该工作发现将不同浓度的大肠杆菌加入到石墨烯气凝胶检测电极中后，所测器件的电阻呈现规律性变化，随着大肠杆菌的浓度增加，检测电极电阻逐渐减小；该电极在低浓度细菌实验条件下也呈现出良好的检测性能，可以检测到浓度低至 10 cfu/mL 的大肠杆菌。

该成果可以应用于医学诊断和食品或环境监测。若配备了其他特定识别抗体，其他病原体也可以采用类似手段进行检测。这些结果为进一步利用石墨烯三维结构构筑生物传感器提供了启示和理论指导。

论文信息

Capture and Detection of Escherichia coli with Graphene Aerogels

Chenyang Shi, Yanan Tang, Hanyu Yang, Junfeng Yang, Yuyang Wu, Hang Sun, Shengyan Yin and Guangbin Wang

J. Mater. Chem. B, 2022, 10, 8211-8217

http://doi.org/10.1039/D2TB00938B

作者简介

史晨阳
吉林大学

本文第一作者，吉林大学硕士研究生。主要从事石墨烯三维大孔结构的构筑及其在生物医学检测中的应用研究。

尹升燕 教授
吉林大学

本文通讯作者，吉林大学教授，博士生导师。2009 年毕业于吉林大学化学学院，获高分子化学与物理博士学位。2009-2013 年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究。2013 年起在吉林大学电子科学与工程学院任教。主要从事生物医学工程学领域的教学和研究工作，主要内容包括石墨烯材料在医学检测中的应用研究、基于量子点的超分辨成像研究等。发表论文 100 余篇，H 因子 32，授权专利 26 件。

王广斌 副教授
中国医科大学

本文通讯作者，中国医科大学附属盛京医院副教授，硕士生导师，主要从事骨质疏松领域的教学和研究工作。发表论文 10 余篇，其中 SCI 论文 6 篇。辽宁省医学会骨质疏松与骨矿盐疾病学分会青委会主任委员，辽宁省医学会运动医疗分会青委会副主任委员，中华医学会运动医疗分会青年委员，中国医师协会骨科分会运医学组青年委员。2009 年获辽宁省科学技术成果三等奖。