近日，东南大学首席教授、东南大学附属中大医院耳鼻咽喉-头颈外科柴人杰教授团队在中国工程院院刊Engineering上在线发表了题为 “Ionically Imprinting-Based Copper (Ⅱ) Label-Free Detection for Preventing Hearing Loss”的研究性论文。在该项研究中，研究人员开发了具有均匀尺寸、多孔微观结构、鲜艳的结构色以及磁性响应性的壳聚糖基离子印迹水凝胶微球作为铜离子检测平台，在预防听力损失方面表现出良好的应用前景。中山大学王欢博士和柴人杰课题组博士生张慧为本论文的共同第一作者，柴人杰教授为本论文最后通讯作者。

听力损失是全世界面临的重大公共健康问题，影响到全世界超过15亿人，其中4亿多人患有中度或重度听力损失。该疾病不仅降低了患者的生活质量，还大大增加了患者的心理负担。因此，预防和治疗听力损失至关重要。在各种策略中，减少铅、镉、铜等重金属离子的摄入是一种可行的策略。环境和食物中铜离子的过量摄取往往会导致严重的健康问题。例如，过量的铜离子会产生羟基自由基并诱导毛细胞凋亡，从而导致听力损失。因此，控制铜离子的摄取是必要的，而监测食品和饮用水中铜离子水平是一种可能的方法。目前，多种技术已被开发用于铜离子检测，包括荧光、分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法和电化学等。尽管这些技术具有较高的准确性和特异性，但通常受到样品预处理复杂和昂贵设备等问题的限制。因此，目前仍缺乏一种简便、低成本、高特异性的新型铜离子检测平台。

在此项研究中，研究人员将基于壳聚糖的离子印迹水凝胶与衍生自二氧化硅胶体晶体微球(SCCBs)模板的结构色微球集成在一起，开发了铜离子非标记检测平台。制备的壳聚糖基离子印迹水凝胶微球具有良好的球形度、单分散性以及鲜艳的结构色，并通过与磁性纳米粒子结合获得了磁响应性。当壳聚糖基离子印迹水凝胶微球在含有铜离子的溶液中浸泡时，其与铜离子的识别和再结合具有高度的特异性和良好的重复性，并表现出与浓度相关的反射峰的位移。研究人员通过体外细胞实验证明了过量的铜离子HEI-OC1细胞的活性有负面影响，揭示了铜离子检测在预防听力损失方面的重要意义。随后，对自来水中铜离子的检测证实了壳聚糖基离子印迹水凝胶微球的实际应用潜力。这些结果表明壳聚糖基离子印迹水凝胶微球作为一种简便、低成本和高特异性的铜离子检测平台是可行的，可以作为食物和饮用水的健康指示剂，在预防听力损失方面表现出良好的应用前景。

柴人杰教授课题组介绍：

柴人杰，东南大学首席教授、二级教授，东南大学生命健康高等研究院执行院长、生命科学与技术学院副院长；教育部长江学者特聘教授，国家重点研发计划首席科学家，青年千人，国家优青。现任中国生物物理学会听觉分会会长；中国生理学会干细胞生理专委会副主委、候任主委；中国听基会基础研究专委会主委, ESCI期刊American Journal of Stem Cells执行主编。长期致力于神经元和内耳毛细胞的再生和保护研究，近5年在Cell，NC等期刊发表通讯作者论文100篇（总影响因子780.5，其中IF>30分2篇，IF 10-30分21篇, IF 8-10分9篇），其中4篇论文被Faculty1000列为推荐文章，1篇论文入选Cell正刊年度最佳论文，8篇论文入选了ESI高被引论文，2篇论文入选热点论文，总他引4800余次，h-index 41；先后获江苏省青年科技奖，教育部自然科学一等奖，江苏省医学科技奖一等奖，上海市技术发明一等奖， 江苏省科技进步三等奖，树兰医学青年奖和江苏省青年十大科技之星等奖励。

研究方向：听觉的毛细胞器官再生与重建的项目。主要研究内容为内耳干细胞分化为毛细胞的分子机制、应用及临床转化。（编辑王倩 编审程守勤）