黄卫华 武汉大学 教授

研究方向：

生命分析化学（单细胞分析、电化学传感器、微流控芯片）。

黄卫华，男，武汉大学化学与分子科学学院教授，博士生导师，武汉大学珞珈特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，国家“万人计划”科技创新领军人才。分别于1996与2002年在武汉大学获得学士和博士学位，然后留校任教。2005年3月到2006年3月在法国巴黎高师(ENS)从事博士后研究，2007年11月晋升为教授。从事生命分析化学研究，主要研究方向为单细胞分析、生物电分析化学以及微流控芯片。先后主持8项国家自然科学基金项目，作为研究骨干参与国家自然科学基金委创新研究群体、973等多个国家级科研项目。迄今已在Angew. Chem. Int. Ed., JACS, Chem. Sci., Anal. Chem.等学术刊物发表SCI论文120余篇，参与主编专著1部。2004年获湖北省自然科学一等奖（第二完成人），2008年获首届武汉市青年科技奖，2009年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，2017年获“国家杰出青年科学基金”资助，2019年入选第四批国家“万人计划”科技创新领军人才。

1. Angew：静电纺丝构建柔性电极用于心肌细胞跳动电化学和电生理监测

近年来，具有高度机械顺应性的柔性传感器因其提供了大量的化学信息而受到广泛关注，特别是在生物化学标记物的无损测量方面。对于生物检测，具有快速响应和出色灵敏度的可拉伸电化学传感器成为机械敏感性细胞和组织实时监测中生化分子的有力技术。但是，电子传感器和生物系统之间严重的机械不匹配可能会限制细胞或组织的固有运动。因此，亟需在自主运动细胞的生化反应和电生理活动监测方面取得新的突破。

武汉大学黄卫华教授首次报道了一种能同时测量细胞动态运动的生物分子和电生理信号的柔性传感器。该柔性传感器是在中空结构的衬底上静电纺丝聚(3,4-乙烯二氧噻吩)PEDOT溶液，形成自支撑的PEDOT基纳米网，后处理大大提高了湿稳定性、电导率和电化学性能。大鼠原代心肌细胞在基于 PEDOT 的柔性纳米网格上培养，完全伸展的细胞表现出自主和有节奏的收缩性，底层纳米网格也同步变形。然后，这种独特的传感器成功地监测了NO的释放和心肌细胞的电生理活动。相关内容以“Soft Electrodes for Electrochemical and Electrophysiological Monitoring of Beating Cardiomyocytes”为题发表在期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。

2. Angew：多功能仿生纳米传感器用于对细胞内谷胱甘肽进行电化学监测

目前，纳米电极功能化的策略通常涉及复杂的修饰程序、不可控且不稳定的修饰剂组装以及种类有限的修饰试剂。为了解决这些问题，武汉大学黄卫华教授提出了一种大规模合成仿生分子催化剂(BMCs)修饰的纳米线(NWs)的通用方法，来构建功能化电化学纳米传感器。

该设计方案采用了一种简单、可控和稳定的方法以在导电NWs上组装多种BMCs-聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)复合材料。BMCs固有的催化活性和导电聚合物出色的电子转移能力使得该纳米传感器能够敏感和选择性地检测各种生物分子。实验进一步应用磺化酞菁钴对该纳米传感器进行功能化，并首次实现了对单个活细胞内谷胱甘肽水平及其氧化还原稳态的实时电化学监测。相关内容以“Versatile Construction of Biomimetic Nanosensors for Electrochemical Monitoring of Intracellular Glutathione”为题发表在期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。

3. Angew：大规模合成功能化纳米线以构建用于细胞内传感的纳米电极

从生物细胞代谢和信号通信到现代工业能量转换和存储技术，许多基本过程都发生在纳米尺度上。在众多的纳米尺度研究技术中，以纳米电极为基础的电化学技术以其高灵敏度和空间分辨率成为最有前途的研究工具之一，并被广泛应用于各种纳米尺度的应用中。尤其是在生物应用领域，纳米电极电化学具有纳米尺度和高时空解的特点，在探索亚细胞生物过程方面表现出了独特的优势。但是，由于其极小的尺寸和惰性表面，使纳米电极功能化以扩展应用范围仍然是巨大的挑战。因此，开发一种易于重复和大规模生产高性能功能化纳米电极的制造策略仍然是一个迫切的需求。

鉴于此，武汉大学黄卫华教授提出了一种简便的一锅法，利用3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体在各种纳米基底表面进行化学聚合来大规模生产新型导电核壳纳米材料。通过改变用于EDOT聚合的纳米基底(SiC、TiO₂和SiO₂ NWs)和氧化剂(HAuCl₄、H₂PdCl₄和H₂PtCl₆)的种类，批量制备了尺寸和性能可调的贵金属纳米颗粒-聚吡咯(PEDOT)纳米复合材料。

进一步以SiC@Au-PEDOT NWs为基础，提出了坚固的SiC@Au-PEDOT纳米线电极(NWE)，同时具有SiC纳米芯提供优越的机械稳定性，以及Au-PEDOT纳米壳赋予的良好的电化学和防污性能。这些优点允许生物分子(一氧化氮)的原位监测和解开其在单个活细胞内的相关信号通路。因此，本工作为功能化纳米电极的快速构建提供了一种全新的思路，对纳米电化学的发展具有重要意义。相关内容以“Large-Scale Synthesis of Functionalized Nanowires to Construct Nanoelectrodes for Intracellular Sensing”为题发表在期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。

参考文献

1. Li-Ping Yan, et al., Soft Electrodes for Electrochemical and Electrophysiological Monitoring of Beating Cardiomyocytes. Angewandte Chemie International Edition. 2022. DOI: 10.1002/anie.202203757

2. Wen-Tao Wu. et al., Versatile Construction of Biomimetic Nanosensors for Electrochemical Monitoring of Intracellular Glutathione. Angewandte Chemie International Edition. 2022. DOI: 10.1002/anie.202115820

3. Wen-Tao Wu, et al., Large-Scale Synthesis of Functionalized Nanowires to Construct Nanoelectrodes for Intracellular Sensing, Angew. Chem. Int. Ed. 2021. DOI: 10.1002/anie.202106251