坚持学以致用 努力将基础研究与服务社会相结合

郭隆华，男，1978年11月出生于江西信丰，现为福州大学化学学院副研究员、博士生导师（破格）。2000年毕业于南昌航空工业学院（现南昌航空大学）工业分析专业；2009年毕业于福州大学分析化学专业（硕博连读），获博士学位； 2009-2011年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究工作；2011年回到福州大学工作。先后承担国家自然科学基金青年基金项目和面上项目；2013年入选福建省高校 “杰出青年人才培育计划”；2014年入选福州大学“旗山学者奖励计划”。

郭隆华博士在教学科研上刻苦钻研、勇于创新。在科学研究、人才培养与学科建设等方面均取得突出的成绩。已在SCI期刊上发表学术论文80多篇，包括以第一或通讯作者在Nano Today, J. Am. Chem. Soc., Anal.Chem., Chem.Commun.等权威刊物上发表研究成果；获授权发明专利13项，为福建省的科学研究和经济建设做出了积极贡献。2015年获第二届福州青年科技奖、福建省科学技术三等奖（排名第四）、福州大学杰出青年励志奖； 2014年获福建省科学技术三等奖（排名第一）、获“杨鸿耀奖教金科研优秀奖”； 2012年获福建省科学技术二等奖（排名第五）。

近年来食品安全问题频发，这不但引起了普通百姓的广泛关注,也引起了相关国家领导人的充分重视。然而，要真正有效预防食品安全问题的发生，除了加强监管力度，增加违法成本之外，开发快速、可靠、低成本的检测手段，使食品安全违法行为无处遁形，也是解决食品安全问题的关键所在。基于以上需求，郭隆华博士主要从事局域表面等离子共振（LSPR）在食品安全分析与检测方面的基础及应用研究。致力于将LSPR传感技术从实验室研究推向食品安全分析与检测实际应用，解决在此过程中面临的方法检测灵敏度不足、稳定性差、设备昂贵等问题。主要研究工作简介如下：

一、基于纳米粒子耦合效应构建的LSPR可视化传感器

传统的基于LSPR耦合原理构建的比色传感器存在以下几方面问题：首先是灵敏度相对较低，只有当目标物的量大大高于溶液中纳米金的数量时，才能产生颜色变化；其次是线性响应范围小，通常只有一至两个数量级；另外，由于反应过程中需要产生大量纳米金聚集体，会使溶液中的纳米金快速沉降，传感器的稳定性有待提高。为了解决传统的纳米金比色传感器存在的上述问题，郭隆华博士课题组提出采用非对称修饰贵金属纳米粒子进行定向组装，并且利用核酸双链缩小组装体中粒子之间间距的解决方案。相关工作发表在J. Am. Chem. Soc., 2013, 135(33), 12338-12345 (article)，Small, 2013, 9, 2, 234–240，Biosens. Bioelectron., 2015, 68, 475-480及J. Colloid. Interf. Sci., 2013, 409, 32–37; 申请中国发明专利两项（201310162167.3，201310004036.2）。

二、基于贵金属纳米材料形貌变化构建的LSPR可视化传感器

目前报导的大部分可视化传感器在不同浓度目标物存在条件下，通常只显示出一至两种颜色变化，因此目标物的浓度只能通过颜色的深浅来进行辨别。但研究发现，人类肉眼对颜色深浅的变化并不敏感，而对色彩的变化非常敏感。因此，如果能够研制一类在不同浓度目标物存在条件下，能够产生不同颜色变化的可视化传感器，将能大大提高可视化检测的准确度。该课题组经研究发现，过氧化氢在二价铁离子及CTAB存在条件下，能够定量的刻蚀金纳米棒，通过调控过氧化氢和金纳米棒的反应比，我们可以观察到LSPR吸收峰从780纳米逐渐蓝移至520纳米（从棒到球的过程），并且最终位移至400纳米（从球到三价金离子的过程）的整个过程。我们知道，人类肉眼能够感知到的可见光的波长范围大概在380-780纳米。因此，上述可视化传感器的变色范围几乎涵盖了我们肉眼能够看到的所有颜色变化。我们将这一多色变化原理与免疫分析相结合，研制了一系列能够产生多彩颜色变化的免疫传感器。该工作发表于Anal. Chem., 2016, 88, 3227?3234; Biosens. Bioelectron., 2016, 79, 266–272，及Nano Today, 2015, 10, 213-239。申请中国发明专利两项（2015106047078；2015106047523）。

三、基于折射率变化原理构建的LSPR比色传感器

以纳米粒子集合体为传感单元，构建基于折射率变化的LSPR比色传感器。将LSPR与微流控芯片相结合，将LSPR比色传感器应用到手性药物残留的检测中。制备的LSPR微流控芯片可以准确的从美拉加群对映异构体中分离检测出RS-美拉加群。该工作发表于Lab Chip, 2012, 12(20), 3901-3906，并被主编推选入"Lab on a Chip Top 10%"专辑；我们还设计并制备了一种双通道LSPR微流控芯片，克服了传统传感器不能应用弱手性选择试剂进行手性药物分离与检测的缺点(Biosens. Bioelectron., 2013, 47，199-205)。

另外，以单纳米粒子为传感单元，构建基于折射率变化的LSPR比色传感器。与传统的微米阵列相比，纳米阵列在单位面积的容量上可以提高100万倍。这不但可以极大地节省被分析样品的消耗量，也可以大大提高分析速度，降低分析成本。这类LSPR纳米阵列将有望在基因组测序、蛋白组学研究等领域发挥具大作用，也是高通量分析方法未来发展的一个重要方向。这方面的研究工作发表在Anal. Chem., 2011, 83 (7), 2605–2612, Lab Chip, 2011, 11，3299-3304, Chem. Commun., 2011, 47 (25), 7125 - 7127和Biosens. Bioelectron.,2011, 26, 2246–2251，并被包括Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.等期刊大量评述和引用。

四、基础科学研究与福建省地方经济与社会需求相结合，开展应用研究

开发了一种水产品身份追溯系统。该系统可以连接水产企业生产、检验、监管和消费各个环节，提供了“从池塘到餐桌”的追溯模式，通过提取水产品生产、加工、流通、消费等供应链环节消费者关心的安全追溯要素，建立了食品安全信息数据库，从源头上保障消费者的合法权益。同时，通过对水产品中化学污染物进行质量监督控制，建立了一系列水产品安全检测高效前处理技术，快速低成本检测技术及产品，建立了水产品安全预警与控制技术，为检测部门和企业培养了一批从事农产品与食品安全检测方面的高级人才，提高了企业水产品安全控制水平，同时也提高了政府监管的能力。该工作分别获2014及2015年福建省科技进步三等奖各一项。

开展食品安全分析与检测新技术开发及其示范应用。以提升我国食品安全为导向，配合福建省政府治理"餐桌污染"，"建设放心食品工程"的实施，重点解决蔬菜和茶叶中农药残留、动物原性食品中兽药残留及食品中其它重要化学污染物的准确快速检测等问题；开发新的检测仪器和方法；研制高性能分离富集材料，实现食品中重金属元素形态与价态的快速，高通量分析，从而开发出适合我国国情的食品安全快速检测技术，并研制出相应的仪器、试剂盒和速测卡，进而实现系列产品的产业化，为生产者、消费者和执法者提供强有力的技术手段。将本项目的系列成果推动了福建省无公害/绿色食品核心示范基地的建设，增强企业打破国外贸易堡垒，提高出口创汇的能力，为提高我国食品安全的总体水平提供理论基础与技术支撑，取得良好的经济与社会效益。该项工作获2012年福建省科技进步二等奖。