（供稿 化学化工学院）近日，我校化学化工学院李海涛教授团队，联合山东师范大学唐波教授团队、中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院，在传感器阵列构建及肠道菌群分析领域研究工作取得新进展，相关成果发表于Nature Communications，论文题目为“Fingerprint profiling human gut microbiota through boronic acid-based sensor array and its application on colorectal cancer classification”。
传统肠道菌群分析依赖16S rRNA测序或宏基因组学，成本高、耗时长、需专业设备。本工作首次构建了GUT-SCAN（Gut Unique Typing via Spectral and Chemical Analysis using Boronic Acid Nanosensor）——一种基于苯硼酸的荧光传感器阵列，通过6种pH响应型苯硼酸-芘衍生物探针（BP1-BP6）结合3种pH环境（6.0、7.4、8.2）组成18通道传感器阵列，利用探针苯硼酸结构单元与细菌表面顺式二醇结构的可逆共价结合（pH依赖），通过引入不同推电子/拉电子基团改变硼原子的微环境，进而精准调控探针pKa值，实现对不同细菌表面多糖/糖蛋白的差异化结合，在无需基因扩增/测序的情况下，快速生成独特的荧光“指纹图谱”；芘作为荧光报告基团，细菌黏附后荧光显著增强，形成多维响应模式；结合机器学习算法，实现菌株级区分+结直肠癌分期诊断，为微生物组学和癌症非侵入性诊断提供了快速（<30min）、廉价、高通量的全新技术平台。该平台彻底摆脱了“锁-钥”特异性识别的局限，为复杂微生物组学提供了一种快速、廉价、无标记的通用指纹分析新范式。
我校李海涛教授、朱效华副教授和山东师范大学唐波教授为共同通讯作者，我校2022级博士研究生赵奎成为论文第一作者，我校为论文第一通讯单位。本研究得到了国家自然科学基金项目、湖南省重大科技攻关项目等项目的支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-71350-x
编辑：肖漪
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