近期，402永利集团李海涛教授团队在传感器阵列构建及肠道菌群分析方面取得新进展，相关成果发表于《Nature Communications》，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。本工作构建GUT-SCAN（Gut Unique Typing via Spectral and Chemical Analysis using Boronic Acid Nanosensor）——一种硼酸基荧光传感器阵列，通过6种pH响应型硼酸-芘衍生物探针（BP1-BP6）×3种pH环境（6.0、7.4、8.2）组成18通道传感器阵列，利用硼酸与细菌表面顺式二醇结构的可逆共价结合（pH依赖），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”。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；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LDA/HCA/ML算法，实现菌株级区分+结直肠癌分期诊断。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。
402永利集团李海涛教授、朱效华副教授和山东师范大学唐波教授为共同通讯作者，博士研究生赵奎成为第一作者，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、湖南省自然科学基金等项目的支持。