完成单位：生物多糖纤维成形与生态纺织（青岛大学）国家重点实验室

完成人：谭业强、郝龙云、王蕊、巨军平、袁华

成果简介：

　　该项目研究了天然生物大分子如海藻多糖类、蛋白质类物质的荧光效应及其应用。首先，揭示了海藻类生物大分子的聚集诱导荧光发射效应，系统阐述了海藻酸钠分子的发光机理，进一步证明簇聚诱导（CTE）发光机理，对探寻新的生物发光体系和设计新型生物荧光分子具有重要的科学指导价值。其次，重点针对牛血清蛋白（BSA）的簇聚诱导荧光发射开展了浓度效应、激发波长依赖性以及pH 影响等研究，探明了非芳香族氨基酸在蛋白质发光中所起的重要的作用，为蛋白质生物发光的研究提供了新的启示。最后，研究了天然蛋白质分子中氨基酸残基的本征近紫外光致荧光现象，探讨了其作为浓度探针在灵敏检测纤维素酶蛋白转移效率中的应用。本成果可应用于光电子器件、药物释放、化学/生物探针，生物成像、生物传感、防伪等方面，市场需求量巨大。相关成果已在Angew. Chem. Int. Edit., Adv. Mater., Biomacromolecules, Carbohyd. Polym., Cellulose等国际著名期刊发表，受到了国内外同行的广泛关注和高度评价。

创新点及科学价值：

　　本研究通过流变学等手段系统研究了海藻类、蛋白类天然生物大分子的聚集诱导荧光发射机理和效应，并利用蛋白质大分子的本征近紫外光致荧光作为浓度探针揭示了纤维素酶向纺织材料表面的转移效率。近年来，对天然生物大分子物质荧光效应的研究引起广泛关注，天然生物大分子物质具有良好的亲水性、链柔性、结构可调性、生物相容性，具有重大科学和应用价值。

社会经济效益：

　　基于天然生物大分子的荧光技术具有稳定性好、毒性低、生物相容性好、灵敏度高等优势，可以应用于光电子器件、药物释放、化学/生物探针，生物成像、生物传感等方面，市场需求量巨大。该技术所需设备简便、效果显著，成果容易实现从实验室到相关产业的转化，对其深入研究将为现有技术带来创新性改进，并能开拓新的市场空间，社会经济效益显著。

应用前景：

　　自2017年以来，该项目成果应用于纤维素类材料的生物抛光生产工艺中，通过开发的灵敏蛋白荧光探针快速、有效监测和调控处理液中纤维素酶蛋白浓度的变化，有效保持处理液中有效酶成分的恒定，大幅提升了加工产品的质量和品质稳定性。相较于传统技术，该技术可使检测响应时间显著减少，检测准确性大幅提升，为相关单位带来了可观的经济效益。下一步，该成果将进一步推广至光电传感、生物成像等行业领域，具有广泛的应用前景。