日前，上海大學材料基因組工程研究院青年教師張源副教授在金屬有機框架納米材料與微納傳感器件研究方面獲重要進展。論文相關工作以“Design and Application of Metal Organic Framework ZIF-90-ZnO-MoS2Nanohybrid for an Integrated Electrochemical Liquid Biopsy”為題被國際著名期刊Nano Letters接收發表，并被選為封面論文。

随着微納一體化檢測技術的不斷進步以及規範化、信息化管理的逐漸普及，以高性能傳感材料的設計與性能優化為目标的醫用POCT技術在醫學檢驗中發揮越來越重要的作用。檢測過程通常以血液、尿液等體液樣本為檢測對象，基于獲得性能優異的傳感材料為前提，通過檢測一些特定的生物分子、循環腫瘤DNA（ctDNA）、循環腫瘤細胞（CTC）和外泌體等與癌症進展相關聯的變化，可在癌症發病早期就提供預警，從而做到“早發現，早治療”，而且還可輔助診斷、病程監測和預後判斷等，有助于提高重點人群的癌症早診率和治療率，提高患者生存率和生活質量。

在該工作中，張源副教授及其合作者首次提出了一種基于MOF雜化材料的通用型電化學液體活檢（ELB）傳感器，通過構建相應的技術平台，可用于血液樣本中外泌體的選擇性捕獲和高靈敏檢測，并能夠有效區分肺癌患者和健康人群。

首先，他們通過引入全固态的氧化還原信号物質，将信号轉導能力直接編碼到電極材料上，提供了一種高效、穩定的電化學活性傳感界面。其次，他們構建了基于MOF的三維納米柱陣列結構，獲得充分暴露的功能性位點，用于識别抗體的直接有效固定。最後，為了實現對待測标志物的準确檢測，設計了多通道的電化學傳感芯片，并在其表面集成微流控通道，通過對外泌體表面多個蛋白标志物的并行檢測，提高檢測平台的準确性。

該工作的主要創新點在于通過對材料性能的優化和器件設計，成功實現了一種對複雜血液環境中外泌體進行直接、快速檢測的技術，大大簡化了外泌體的分析流程，而且可以并行讀出多個分析信号。在構建的ELB平台中，通過對不同的傳感功能進行模塊化劃分，并合理編碼于傳感界面，發展了一種普适性的電化學液體活檢策略，同時也可将該檢測平台推廣至其他疾病相關标志物的檢測研究。

張源副教授為論文的第一和通訊作者，上海大學為本論文的第一完成單位和通訊單位。整個研究工作依托上海大學材料基因組工程研究院智能材料及應用技術研究所，并與美國杜克大學、凱斯西儲大學、同濟醫院和普陀區中心醫院進行深入合作完成。

張源，上海大學材料基因組工程研究院副教授。曾作為國家公派聯合培養博士，就讀于美國凱斯西儲大學（Case Western Reserve University），師從于國際知名電化學微器件專家Chung-Chiun Liu教授。研究方向為：先進功能材料的合成、生化敏感器件。榮獲2015年度上海市自然科學二等獎（第二完成人）。

張源副教授所在的上海大學材料基因組工程研究院成立于2014年，是國内高校和省部級層面最早成立的以材料基因和材料信息學為主要研究特色的研究機構之一。

研究院現擁有中國科學院和中國工程院院士6名（含兼職4名）、973首席科學家1名等在内的50餘名專家學者組成的研究團隊。研究院在結構材料、能源材料、智能與功能材料等國家重大需求和學術領域前沿研究方向上形成了具有人工智能和數據研究範式特色的研究基地。近年來，研究院承擔國家重點研發計劃重點專項、國家自然科學基金重點和面上等科研項目50餘項。

此外，從2016年起，研究院在國内正式率先開始以“材料基因”為理念的本科生和研究生交叉學科培養。在材料、物理、化學、力學和計算機等專業一站式跨學科招生，結合基礎學科前沿和國家重大需求的課題，在高度融合的多元交叉學科環境下培養“材料基因”特色的複合創新型人才。

期待今後更多年輕有為的上海大學科研人不斷進取、追求卓越，勇敢攀登科學高峰！

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本文素材來源：上海大學新聞網、上海大學材料基因組工程研究院官網、上大MGI

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