近日，化学化工学院刘彦明教授、曹俊涛教授课题组在《ACS Sensors》期刊上发表了题为“A Chemical Redox Cycling-Based Dual-Mode Biosensor for Self-Powered Photoelectrochemical and Colorimetric Assay of Heat Shock Protein” (DOI: 10.1021/acssensors.4c02014)的研究成果，化学化工学院青年教师胡雪波博士为论文的第一作者，曹俊涛教授为论文的通讯作者。

热休克蛋白（HSP）被认为是肺癌、肝癌和恶性黑色素瘤的潜在生物标志物，其准确测定不仅可以有助于理解该生物分子在癌症不同阶段的作用，而且对癌症的早期诊断和后期治疗方案的确定具有重要意义。然而，这一生物标志物浓度低，且存在于组分复杂的体液中，难以实现其灵敏、准确检测。将兼具成本低、易于小型化、响应速度快和灵敏度高的自供电光电化学（PEC）方法与具有简便、快速等优势的比色方法有效集成，开发双模式生物传感器，不仅可以有望实现HSP等生物标志物的高灵敏检测，而且通过两种输出信号的相互校正，将有效提高检测结果的可靠性和准确性。

基于此，本课题组将前期发展的酶催化（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, 15, 22959−22966; Anal. Bioanal. Chem., 2024, 416, 4759–4767）和化学氧化还原循环放大策略（Anal. Chem., 2021, 93, 9920-9926; Talanta, 2021, 233, 122564; Biosens. Bioelectron., 2022, 195, 113651; Biosens. Bioelectron., 2022, 214, 114514）相结合，开发了一种自供能PEC和比色双模式HSP检测平台。在这一平台中，酶催化产生的抗坏血酸（AA）作为PEC和比色检测的信号标签，可以在三（2-羧乙基）膦介导的化学氧化还原循环过程中再生。对于PEC检测，再生电子供体AA可以反复与Bi₂S₃/Bi₂O₃光阳极产生的空穴结合，有效地分离光生电子-空穴。此外，在比色检测过程中，引发了一种涉及AA的比色反应，将无色三（邻苯二甲酰亚胺）铁（III）还原为红色三（邻苯二甲酰亚铵）铁（II）。由于巧妙的信号放大策略，开发的这种双模式检测实现了对HSP90AA1（HSP家族的一种亚型）在实际样品中的PEC和比色测定，检测原理示意图如下：

该研究受到国家自然科学基金项目、河南省自然科学基金项目、河南省高校科技创新人才、河南省高校科技创新团队支持计划项目、河南省高等学校重点科研项目及信阳师范大学南湖学者青年项目的资助。