完成单位：中国水产科学研究院、中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院大连化学物理研究所、深圳绿诗源生物技术有限公司

完成人：吴立冬、李敬、卢宪波、翟俊峰、陈吉平、金静、刘欢、任源远、王防修、孙慧武

成果简介：我国集约化养殖模式导致渔业水域存在大量残饵及排泄物组成的有机质，干扰目标物与识别元结合，严重影响传感器检测的选择性和稳定性；不同水域污染情况迥异，导致传感器分析检测的通用性较差。大多进口生物传感器也不适应我国富营养化渔业水域检测。本研究针对生物传感器中核心识别元件单一且长期稳定性差、界面物质和电子传输效率低、现有传感器与通用技术不兼容三大技术瓶颈，以生物传感器关键材料及配套装备研发为技术攻关，在渔业环境分析检测领域取得的主要创新成果为：率先提出“溶剂笼”疏水性物质传递新体系，屏蔽了亲水有机质干扰，实现了疏水性有机污染物纳摩尔级检测；精准设计了5种仿生酶作为长效识别元件，丰富了传感器检测原理；揭示了磷烯稳定核酸适配体机理，提高了识别元与磷烯增敏材料间的物质和电子传输效率，实现了多氯联苯同系物的高灵敏特异性检测；搭建了无需依赖外部能源的自供能传感界面、兼容性/普适性强的磁控场效应晶体管传感器以及微生物基毒性筛查系统，实现了环境化学污染的定性检测和毒性快速筛查等功能。本研究出版专著3部，发表论文83篇（其中SCI收录76篇），授权发明专利15项。研究成果在2家高新技术企业获得了推广示范应用。

创新点及科学价值：随着生物科学技术的快速发展，生物传感器技术在环境分析和实时监测中发挥了越来越重要的作用。然而应用于环境领域的传感器90%以上依赖进口，环境传感器技术已成为制约我国科学研究和行业发展的“卡脖子”技术。我国富营养化渔业水域的有机质等杂质含量远高于国外，导致进口传感器在我国实际环境检测中经常失灵。因此，开发适用于我国特有渔业环境的生物传感器意义非凡。目前，生物传感器的识别元件活性难以维持、传感界面单一、界面间物质传递和电子传输困难、传感器检测通用性差等问题阻碍了其在渔业环境领域的进一步发展。本成果围绕上述问题，从信号捕获、信号增强、信号传输等关键技术出发，开展了系统工作，发明了溶剂笼物质传递新体系、仿生酶长效识别元件、自供能电子传输体系、磁控场效应晶体管传感芯片平台等系列关键技术，有力地促进了生物传感器在环境分析检测领域中应用。

社会经济效益：本成果为渔业环境危害物快速筛查提供了有力的技术支撑，通过本成果快速检测及毒性评价技术，迅速及时发现养殖水域的污染情况，并进一步结合溯源技术进行源头追踪，既惩罚了排污主体，也为居民健康提供了保障，具有重要的社会效益。近三年，项目形成的技术和产品已在6家检测机构及科研单位中推广应用，增加了社会经济效益。成果构建的在线样品采集、污染物精准检测和快速检测新体系、原位-在线毒性监测新手段，为新型持久性有机污染物快速检测及毒性评价提供了可靠技术手段，为潜在风险的发现起到了重要的“预警”作用。在线毒性筛查将传统动物毒性评价的24小时以上，缩短至1小时内；与此同时，可节约大量人力成本、试剂耗材成本，节约劳动力和试剂耗材成本约数百万元。为快检产品生产企业提供传感芯片和快速毒性检测传感器支持，为公司创造价值5000余万元。

  应用前景：磁分离与传感器联用平台为现场快速检测提供了新的选择，磁性分离材料在靶标物快速分离富集领域应用前景广阔，可提高检测效率，减少人为操作对检测结果的影响。磁分离装置与传感器平台联用，适用于批发市场及农贸市场等缺乏操作人员的初级实验室。此外，磁性材料结合传感器还可以用于磁控开关及磁控机器人等未来应用场景。