我校化学与材料学院研究团队在稀土元素检测与回收领域取得重要突破，成功开发出一种基于Hans-LanM蛋白的荧光探针与全细胞吸附剂一体化平台，实现了对轻/中稀土元素的高灵敏检测与选择性回收的实时可视化集成。该成果以“Integrated detection and recovery of light/medium rare earth elements usingHans-LanM-based fluorescent probe and whole-cell adsorbent”为题，发表于国际知名期刊Journal of Hazardous Materials（中科院一区Top期刊，影响因子13.6）。南宁师范大学为唯一完成单位，研究生李群芳为第一作者，王丹教授为通讯作者，王佑、曾翠玲、伍子欣、谌文强等师生参与研究。

稀土元素被誉为“现代工业的维生素”和“新材料宝库”，在航空航天、信息技术、国防等高科技领域具有不可替代的战略地位。针对当前稀土检测与回收技术面临的三大瓶颈——轻/重稀土选择性差、多步吸附剂成本高昂、缺乏可视化吸附平台，研究团队创新性地提出了基于稀土响应蛋白Hans-LanM的双功能平台策略。研究团队首先将Hans-LanM嵌入超折叠绿色荧光蛋白（sfGFP）中，利用稀土离子诱导Hans-LanM构象有序化来调控sfGFP发色团微环境，成功构建了高灵敏度、可逆响应的稀土荧光探针sfGFP-LanM。该探针对轻/中稀土（La³⁺、Ce³⁺、Nd³⁺、Sm³⁺）表现出优异的选择性，而对重稀土（Tb³⁺、Y³⁺、Yb³⁺）响应显著较弱。通过光谱机理分析证实，稀土离子诱导Hans-LanM构象有序化，进而稳定sfGFP发色团去质子化状态，增强辐射跃迁效率，实现荧光增强。在此基础上，团队将融合蛋白展示在大肠杆菌表面，构建了全细胞吸附系统。工程菌株对Nd³⁺和Sm³⁺的吸附率分别达81.5%和72.6%（500 μM），平衡容量150 mg/g，30分钟内达平衡。并且在含有10⁶倍竞争离子的真实土壤浸出液中，仍保持55%–70%的稀土选择性吸附。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型，属于单层化学吸附。多维表征（SEM-EDS、XPS、FTIR、3D-EEM）证实Hans-LanM通过羧基、羟基、酰胺基协同配位介导特异性吸附。

该平台省去了昂贵的蛋白纯化和固定化步骤，将检测与回收功能集成于一体，可通过荧光实时监测吸附进程，并实现高效酸控解吸和循环再生。该策略为稀土资源的高灵敏度检测与绿色可持续回收提供了新途径。

该研究得到广西壮族自治区重大人才项目、国家自然科学基金（项目批准号：22267015）和广西自然科学基金（项目批准号：2022JJA120115）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.143117