澳門大學健康科學學院副教授張宣軍帶領的團隊在甲醛檢測器研發取得了重大進展。該研究能大大提升了傳感器的檢測能力，可對生活環境中甲醛污染和食品防腐劑進行快速定量檢測，為人類健康安全帶來福音。相關研究成果在甲醛檢測領域備受矚目，並已在國際知名期刊《納米通訊》（Nano Letters）刊登。
甲醛在人類生活的衣、食、住、行中應用廣泛，常用於服裝紡織，食品防腐，室內裝修，汽車製造等。在生活環境中釋放的甲醛進入人體內可與蛋白質上的氨基發生縮合反應，破壞蛋白質結構，使其蛋白功能出現障礙或失調，更嚴重是甲醛會引發癌症，威脅人類的生命健康。國際癌症研究機構（IARC）已將甲醛列為與鼻竇癌、鼻咽癌相關的“已知人類致癌物”。近期較熱門的“甲醛房致白血病”新聞，更是加劇了人們對於環境中甲醛問題的憂慮。鑒於目前形勢的緊迫性和嚴峻性，研發能在複雜環境中靈敏檢測甲醛的探測器，對人類健康具有重大的意義。
研究團隊受生物水通道蛋白的親疏水“兩面神結構”能控制水分子進出細胞膜的啟發，在一種多孔氧化鋁膜上組裝配位聚合物來調節親疏水平衡，並對界面浸潤性是否影響甲醛檢測效果進行了詳細研究。結果發現異質體的疏水／親水平衡在甲醛的檢測中起著重要作用。疏水的氧化鋁阻擋層發揮特殊的納米限域效應，而親水的配位聚合物表面有利於吸引高水溶性的甲醛進入通道。甲醛在納米通道的限域空間内與氨基高效縮合反應生成新的亞胺，導致表面電荷和浸潤性同時改變，這種綜合效應大大提升了傳感器的檢測能力，新研發的傳感器能通過監測整流離子電流，且能在100 pM到1 mM的廣闊範圍內對甲醛進行準確定量分析。
該納米傳感器高度模擬了生物水通道蛋白中的疏水—親水兩面神結構，首次從親疏水平衡的革新角度揭露納米通道膜界面浸潤性對甲醛的高性能傳感的貢獻，同時在甲醛檢測研究上取得重大突破。在更廣泛的意義上，該研究深刻證明了納米傳感器結構與功能之間的內在聯系，並為其他高效納米通道傳感器的設計提供了模板。
這項研究的通訊作者為張宣軍，其博士生張丹為第一作者。該項目由澳門特別行政區科學技術發展基金（檔案編號：0085/2020/A2, 0114/2019/A2），廣東省自然科學基金（檔案編號：2022A1515010616）和澳門大學（檔案編號：MYRG2020-00130-FHS）資助。有關研究全文可瀏覽：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00940
受細胞膜水通道啟發研製的“兩面神結構”的納米通道傳感器能夠靈敏檢測甲醛的含量
張丹（左）和張宣軍（右）