学术动态||刘彦明教授、曹俊涛教授课题组在《Analytical Chemistry》报道研究成果
近日，我院刘彦明教授和曹俊涛教授课题组在分析化学国际顶级期刊Analytical Chemistry上发表了题为“Synergistic Enhancement Effect of Piezoelectricity and Surface Plasmon Resonance: Boosting Photoelectrochemical Performance for Advanced Biosensing”（Analytical Chemistry, 2026, 98(8), 6012-6020）的最新研究成果。我院2024级硕士研究生李治正为论文第一作者，曹俊涛教授和王冰博士为通讯作者。
该课题组针对硫化镉基光电极可见光吸收范围窄、光生载流子复合速率快等关键问题，创新性地将压电性与表面等离子体共振（SPR）效应相结合，构建了金纳米颗粒/硫化镉纳米棒/氧化铟锡（AuNP/CdSNR/ITO）光电极，示意图如下。
该工作利用多种表征手段，系统探究了压电性、SPR效应及二者协同增强作用对光电极性能的调控规律，深入解析了其内在电荷转移机制，并对其光电化学性能的提升效果开展了精准定量评估。研究结果表明，压电性显著提升了光电极的体相载流子分离效率，SPR效应则有效改善了光电极的光吸收能力与界面电子转移速率。在二者协同增强效应的作用下，AuNP/CdSNR/ITO的光电性能实现大幅提升，其光电转换效率、电荷分离效率分别达到67.7%和12.2%，最终实现了高达1.06 mA的光电流输出。基于该光电极，结合靶标触发的TMB2+刻蚀技术，构建了分体式光电化学免疫传感器，实现了肿瘤标志物糖类抗原199的高灵敏\高特异性检测，检测限低至5.6×10⁻⁵ U mL⁻¹，并成功应用于人血清样品分析。该工作为调控光电极的载流子迁移与分离、优化光电化学性能提供了全新思路，同时也为生物标志物的高灵敏度检测开辟了新的途径。