编者按：

青年强，则国家强。青年教师是高校教师队伍的重要力量，关系着高校发展的未来，关系着人才培养的未来，关系着教育事业的未来。

环境与资源学院青年教师传承“牢记嘱托、艰苦创业、追求卓越”的湘大精神，瞄准生态环境领域前沿，立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年，为国家推进能源革命、加快发展方式的绿色转型提供人才与科技支撑，用奋斗在新征程的火热实践中绽放绚丽之花。

聚焦教学科研，促进学院发展。本期“活力环资青春颂”让我们走近卿太平副教授。

卿太平，湖南邵阳人，理学博士，副教授、硕士生导师，环境系党支部书记。2017年入职det365APP，主要从事环境分析化学、环境微生物学、环境污染与健康等方面的教学科研工作。

教学方面，环境类本科专业《环境微生物学》和《环境微生物学实验》基础课程主讲教师，环境类研究生《现代环境生物技术》必修课程主讲教师，授课注重目标导向，结合自身科研实践，采取案例教学等，注重思政元素融入课程实际，课外积极指导学生开展创新创业活动教学，深得学生喜爱，教学评分均在90分以上；主持湖南省和湘潭大学教改项目2项，发表教改论文1篇；荣获湘潭大学优秀班主任（2019年），大学生暑期“三下乡”社会实践活动优秀指导老师（2020年），湘潭大学普通高校课程思政教学比赛二等奖（2022年）；带领的首届本科班级荣获湘潭大学“十佳班级”和“优秀班集体”；指导大学生创新训练项目2项，指导全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛2项，发表科研论文2篇；指导研究生多人次获得国家奖学金（图1）。

图1. 教学相关获奖证书

科研方面，主持和参与国家自然科学基金、省自然科学基金、省教育厅项目等10余项，以第一作者/通讯作者在Chemical Engineering Journal、Biosensors and Bioelectronics、Environmental Pollution等SCI学术刊物发表科研论文25篇，ESI高被引论文2篇，论文他引超过1200次，H-指数20（论文链接：https://www.webofscience.com/wos/author/record/625801）。科研成果荣获长沙市自然科学优秀学术成果一等奖和湘潭市自然科学优秀学术论文一等奖等荣誉。受邀担任SCI期刊《Frontiers in Chemistry》助理编辑、《International Journal of Environmental Research and Public Health》编委。

近年来，针对健康环境这一可持续发展国家战略需求，围绕实际样品中环境污染物的浓度低、样品前处理复杂等难题，重点探索发展高性能荧光探针的新策略。在发展新的荧光信号单元、识别机理、信号转换策略和材料改性等方面展开研究，将核酸编码、掺杂改性、酶促反应、低背景信号、双模式检测等新原理新技术引入到荧光探针的构建，改善和提高污染物荧光分析的灵敏度和响应速度（图2）。代表性成果如下：

图2. 高性能荧光纳米探针的构建及环境分析应用

一

发展DNA编码高性能荧光纳米簇技术，改善污染物荧光分析的检测效率和灵敏度

金属纳米簇由于其独特的光学性质吸引了人们的广泛关注，传统的纳米簇合成方法存在操作繁琐、条件苛刻、模板效率低等问题，我们从金属种类和DNA序列结构入手，优化金属纳米簇的合成条件，鉴定铜纳米簇和金纳米簇对DNA序列的依赖性，发展荧光可控的DNA-金属纳米材料。这些研究不仅解决传统DNA-金属荧光纳米材料在制备和性能上的不足，而且为该类荧光功能材料的序列选择性高效精准合成提供理论解释和依据，作为新型荧光信号单元为环境分析检测提供强有力的工具（图3）。基于上述DNA-金属纳米簇优良的光学性质，我们进一步发展针对水样中抗坏血酸和硫氰酸根离子的快速检测方法，发展微球菌核酸酶免标记检测和金黄色葡萄球菌鉴定的新方法，发展哑铃型DNA-铜纳米簇用于连接修复相关酶的免标记检测，发展比率型荧光探针用于污水中汞离子的精准检测。这些工作充分显示DNA-金属纳米簇作为免标记荧光探针在环境分析和生物分析中的应用前景（Sensor. Actuat. B: Chem., 2020, 316: 128072; Talanta, 2016, 161, 170-176; RSC Adv., 2014, 4, 61092-61095; Chem. Eng. J., 2022, 441, 136001; Microchim. Acta, 2019, 186(4), 1-8; Biosens. Bioelectron., 2017, 94: 456-463; Anal. Methods, 2017, 9, 6222-6227）。

图3. DNA-金属纳米簇在环境分析与生物分析中的应用

二

发展元素掺杂改性荧光纳米材料的新方法，扩宽其在污染物防控中的应用能力

由于环境样品的复杂性和不确定性，许多现有的荧光材料容易受到环境中其他物质的干扰，从而导致低的检测灵敏度。发展高性能和高量子产率的荧光材料在一定程度能够缓解该方面的不足。我们通过超声-高温热掺杂的方法制备了氮掺杂型二硫化钨纳米材料，使原本没有荧光的二硫化钨转变成具有荧光性质的纳米材料。对硒化钼进行高温掺杂改性，制备具有高荧光的氮硫双掺杂硒化钼，并将其用于金属离子的检测。其次，通过元素掺杂的方式来调控和改善碳点的性质，提高碳点的量子产率和荧光稳定性，通过微波辅助方法快速合成氮磷共掺杂的碳点，该碳点可以作为光学传感器和光催化剂用于四环素的检测与降解。这些工作充分展示元素掺杂对二维材料与零维碳点的改性及其在环境化学领域的应用前景（图4）（J. Hazard. Mater., 2021, 413, 125470; J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 4096-410; Environ. Pollut., 2021, 283, 117109; J. Environ. Chem. Eng., 2022, 10, 108951）。

图4. 元素掺杂对二维材料与零维碳点的改性及多功能应用

此外，基于在DNA-金属纳米簇等方面的研究工作，受邀在分析化学学报发表相关综述，重点介绍金属纳米簇的合成及应用方面的最新进展。基于在元素掺杂改性碳纳米材料方面的工作，应邀为化学工程杂志撰写综述，介绍功能化碳点在环境污染控制中的应用，该论文连续五次入选ESI高被引论文（Chem. Eng. J., 2021, 406, 126848; Anal. Chim. Acta, 2020, 1105, 11-27; Microchim. Acta, 2019, 186(10), 1-20）。我们还利用改性策略对金属氧化物进行改性，制备复合型氧化铈纳米酶，利用纳米酶催化产生的高活性氧实现对有机污染物的高效去除。利用长余辉纳米材料免激发依赖的荧光发射性能，开发实际水样中无背景干扰的铅离子检测新方法（图5），这些改性后的纳米材料为污染物的防控提供良好的基础（Environ. Pollut., 2023, 316, 120643; Anal. Chim. Acta, 2022, 1198, 339555）。

图5. 纳米酶和长余辉纳米材料对实际水样中污染物的检测与去除应用

卿太平副教授电子邮箱：taiping_qing@163.com