传感领域的跨界英雄记国家千人计划特聘教授张(3)

研究团队以发展传感技术为特色，目前已扎根生物分析化学及生物传感器件等研究领域，以分子识别为基础，从生物传感界面构建、传感信号放大机制以及传感基础理论等三个方面入手，在生物功能材料的有序组装、仿生微纳界面、生物传感与功能器件的构建等诸多领域做出了一系列有意义的工作。相关成果被发表在Chem Rev.,JACS,,,,,等知名学术刊物上。5年来,中心有一位教师破格晋升,成为北京科技大学最年轻的正教授,还有多位教师入选教育部、北京市的人才资助计划。

在张学记的主持下，中心与日本东京大学、美国哈佛大学、加州大学、南佛罗里达大学、瑞士联邦理工、瑞典大学、斯洛文尼亚国立化学研究所等10余所国外大学、研究机构及多家国内外企业建立了合作关系，承担国家自然科学基金课题10余项，其他各类基金课题几十项，并且取得多项突破性成果，比如：在复合纳米结构材料探针的组装、化学传感机制和高灵敏传感技术方面发展了一系列性能优异的生物传感器；在仿生纳米材料制备和仿生生物界面构建等多方面取得了多项创新性成果；受鼻粘膜中分形结构的启发，实现对凝血酶的快速灵敏检测，发展了高灵敏肿瘤标志物检测技术；在纳米传感界面的构建基础之上，发展了一系列高效生物分子探针的设计策略；以电化学技术和荧光技术为手段，建立一系列可以快速、方便和灵敏检测核酸片段的新方法；通过集细胞转染和胞内分子高效识别多功能纳米探针的组装，实现了肿瘤细胞内某种特定分子细胞成像的检测。功夫不负有心人，在团队上下的共同努力下，2013年，生物工程与传感技术研究中心被评为北京市重点实验室。

未来的任务是成果孵化

在搭建团队的同时，张学记身先士卒，承担了多项国家级科研项目。其中包括国家“千人计划”项目、国家自然科学基金委基础仪器专项项目“新型高分辨扫描电化学显微镜的研制”，国家自然科学基金委面上项目“纳微一氧化氮电化学传感器及其用于卵母细胞受精过程中一氧化氮的原位时空分析”“急性早幼粒细胞白血病microRNA分析及新型纳米探针的研究”，科技部、教育部科研项目及北京市科委“生物工程与传感技术北京市重点实验室2013年度科技创新基地培育与发展工程专项项目”等，取得了丰硕的研究成果。

其中，在免疫分析、纳米生物传感、细胞分析化学和临床分子诊断以及微流控分析等方面，他创新性地提出溶胶、凝胶气相沉积法和4种多分析物免疫检测的分辨新概念，构建了一系列免疫分析新原理；研制成多种原创性的纳米生物传感器；建立了极高灵敏度的PCR-电化学检测方法；开辟了纳米量子点电化学传感新领域。纳米生物传感器与生物芯片、纳米材料与生物分子相互作用、生物电化学与生物光谱等研究工作；致力于发展高灵敏度、高特异性、廉价、快速、便携的集成化生物传感器与生物芯片；通过生物分子与无机纳米材料之间的相互作用与调控，发展新一代生物检测技术。

其次，在微纳型化生物医学工程技术领域，进行了微流控芯片分析器件的构建、纳米医学智能化药物载体、纳米驻极体器件的分析研究。其中微流控芯片个性化医疗抗肿瘤药物筛选平台可以实现四大效果：一是在一块平方厘米见方的微芯片上对多种细胞的图案化培养和药物处理，每一块图案化细胞仅有10个细胞左右。二是在药物处理之后的给定时间点对细胞进行凋亡染色的图像结果分析，能够对多种给药条件进行结果分析。三是在图像分析之后能够将单个细胞团块进行基因表达的分析研究，从而发现细胞产生耐药性的机理。四是在该平台能够完成从细胞高通量培养到细胞全基因表达谱的分析，从而完成“从图像到基因”的药物完全筛选分析平台的构建。纳米图案化与驻极体器件是非传统微纳米图案化技术的开发及其在生物、化学传感及能源器件上的应用，基于驻极体材料的自组装和聚合物刷的制备与应用。

同时，张学记还致力于开发智能化传感界面构建技术与方法，主要包括仿生界面的构建与应用及表面增强拉曼界面的构建与高效的检测分析。以生物传感应用为导向，合成多种生物纳米材料，将生物传感与纳米技术相结合，通过纳米组装与分子识别作用，开发多种原创性的纳米生物传感器。例如针对目前水下超疏油薄膜机械强度差等问题，受自然界中贝壳珍珠层的启发，基于天然粘土和聚电解质制备了仿珍珠层薄膜，该薄膜表现出优异力学性能、良好的水下超疏油性质和优异的环境稳定性。

文章来源：《传感技术学报》 网址: http://www.cgjsxb.cn/qikandaodu/2021/0627/450.html