来源：立顶医疗Leading
2026年3月3日，立顶医疗携手南京理工大学环境与工程学院单丹教授课题组，在《ACS Sensors》期刊上发表了题为《Confinement-Induced Charge Branching in Bioinspired Vesicles Enables Self-Validated Photoelectrochemical Sensing》的研究文章。该文章的通讯作者为南京理工大学环境与工程学院单丹教授与南京立顶医疗科技有限公司总经理张玉基博士。这一成果的发表，标志着立顶医疗在“产学研用”协同创新的道路上迈出了坚实的一步。
大自然的光合作用（Photosynthesis）系统通过高效的光捕获复合体（Light-harvesting complex）和反应中心（Reaction center）实现近乎完美的能量转移。受此启发，研究团队构建了仿生囊泡（Bio-inspired Vesicles），将这一自然智慧引入人工传感体系。
该研究提出了一种受生物启发的脂质体囊泡限域结构，通过将四苯基卟啉（TCPP）和β-胡萝卜素共组装到脂质双层中，实现了限域诱导的电荷分支效应。
简单来说，这种设计让光生电子和空穴的分离效率大幅提升，从而显著增强了光电化学（PEC）信号。更重要的是，该体系具备自验证功能（双模式检测：PEC + 荧光），能够有效排除假阳性/假阴性干扰，显著提高检测的可靠性。
本研究构建了一种受天然光系统启发的脂质体限域结构，通过将四(4-羧基苯基)卟啉（TCPP）与β-胡萝卜素协同组装于脂质双层中，形成具有空间分区特征的功能界面。该限域构型诱导产生电荷分流（charge branching）效应，在激发态层面实现能量流的有序调控：光生电子优先参与界面电荷转移过程，而多余激发能通过受控耗散路径释放，从而有效抑制载流子复合与光损伤。
这一分子级调控机制从根本上优化了光生电荷的生成与分配方式，为构建稳定且高效的光电转导体系提供了物理基础。
为了实现高可靠性的“自验证”检测，本研究构建了独特的光电化学（PEC）与荧光（FL）双模式平台。
如图所示，TCPP-β-Lip 囊泡在 TiO₂ 电极上形成矢量电荷传输通道，同时产生光电流与荧光信号。进一步结合机器学习（ML）驱动的多变量数据分析，系统能够自动交叉验证双模态输出，大幅提升检测的准确性与抗干扰能力。
基于上述电荷分流机制，进一步构建了PEC与荧光（FL）协同输出的双模态传感平台。在免疫识别驱动下，TCPP-β-Lip 囊泡组装于 TiO2 光电极界面，形成具有方向性的电荷传输结构。光激发后，体系同步产生光电流与荧光信号，两种输出分别来源于界面电荷转移与体相激发态弛豫过程，空间分离且能量耦合。
在此基础上，引入机器学习方法对PEC信号进行数据建模与定量预测，使传感结果具备更高的解析精度与稳定性。双模态信号之间的内在关联进一步提供了交叉验证机制，从而显著提升复杂体系中的检测可靠性与抗干扰能力。
图1.仿生脂质体双模态光电化学（PEC）平台的示意图，展示了卟啉–类胡萝卜素的空间限域构型、定向电荷转移过程以及PEC/荧光（FL）正交自校验机制。
研究团队将该仿生囊泡与二氧化钛（TiO2）光电极及免疫识别元件结合，构建了一种新型PEC免疫传感器，用于检测血清淀粉样蛋白A（SAA）——一种重要的炎症和心血管疾病标志物。
研究团队基于所构建的仿生脂质体限域体系，进一步将该功能单元与介孔结构优化的ITO/TiO2光电极及特异性免疫识别界面相集成，构建了一种具有自校验能力的光电化学（PEC）免疫传感平台，用于血清淀粉样蛋白A（SAA）——一种重要的炎症和心血管疾病标志物的高灵敏定量检测。
检测性能表现优异：
相比传统方法（如SERS侧向流、量子点荧光免疫、电化学传感器等），该平台在灵敏度、线性范围和稳定性方面均展现出显著优势。
在该研究工作中，立顶医疗主要从产业应用与技术转化角度提供支持，围绕实际检测需求参与了部分关键环节，包括材料体系的优化设计以及数据分析方法的完善，从而增强了体系的工程可行性与应用潜力。张玉基总经理以共同通讯作者身份参与本研究，体现了企业在生物传感前沿领域中兼具科研引领与工程转化的综合能力，反映出立顶医疗在推动基础研究成果向实际应用转化方面的深入布局。
立顶医疗始终致力于体外诊断（IVD）核心原材料、新型生物传感技术及POCT解决方案的开发。未来，公司将继续围绕：
- 高灵敏度免疫检测平台
- 仿生材料与纳米技术
- 智能化、自验证型传感器
推动更多科研成果从实验室走向临床和家庭自测场景。
一篇ACS Sensors论文的背后，是跨学科、跨国界的协同创新，也是企业从“技术应用”走向“技术创造”的真实写照。
祝贺张玉基博士及所有合作团队！也期待立顶医疗在未来带来更多科研成果与产品突破。
南京立顶医疗科技有限公司
为全球IVD企业提供优质原料和整体解决方案
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