该研究小组在《Analytical Chemistry》杂志上发表了一篇题为“介孔纳米反应器中的热力学微环境工程增强生物催化，用于人工智能赋能的超灵敏病原体检测”的研究性论文。本文第一作者李跃春博士，通讯作者王建龙教授。第一作者来自西北农林科技大学。

酶促生物催化在工业和生物医学领域具有变革潜力，充分利用酶无与伦比的底物特异性和催化精准度。然而，游离酶的作脆弱性，表现为构象不稳定性和回收性差，对其实际应用造成了关键限制。在工程多孔支架内固定已成为增强酶素稳健性的基石策略，其中层级载体结构决定酶的稳定性和催化寿命。虽然金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）展现出卓越的孔隙可调性和表面积优势，主流固定化范式优先通过暴力吸附/嫁接技术实现最大酶量负荷。与传统介孔平台不同，酚醛树脂具有双重功能优势：（i）形态学可编辑性，使得精确构建均匀的间孔结构（2–50纳米可调孔孔）;（ii）可化学定位的酚羟基，允许通过pH驱动的组装/拆解实现实时微环境调制。这一独特特性有助于构建一个能够热力学调节酶-支持相互作用的微环境。这种动态的共价适应性使得“酶定制”纳米域得以实现，这为克服纳米生物催化中长期存在的活性保留悖论、推动更广泛应用，尤其是在医学和生物传感领域，是一项关键进展。

本文通过建立热力学框架来解码微环境工程如何决定酶固定效果，弥合这一根本空白。我们工程化介孔孔的孔隙橡胶甲醛纳米球（mRFNSs，孔径9.95纳米），并利用甜菜碱（一种双维特离子调制剂）调整其表面化学，以增强酶与载体的相互作用。通过严格的热力学剖析，我们证明了甜菜碱功能化的mRFNSs（B-mRFNSs）通过优化的静电互补性、氢键网络和疏水效应，显著重塑结合能，达到创纪录的亲和力，结合常数比未修改支持型提升4.01倍。利用这一进展，我们开创了一种比例荧光免疫测定法，将ALP触发的原位硅量子点（SiQDs）合成与聚合诱导发射（AIE）参考信号结合，实现了100 CFU mL^-1的沙门氏菌斑疹（S. typhimurium）自校准检测，这比传统ELISA高出了50倍的灵敏度。进一步结合基于智能手机的色调成像与卷积神经网络（CNN），我们开发了一种由人工智能（AI）驱动的生物传感器，能够解码病原体浓度，实现93.75%的分类准确率。