北京理工大學(xué)生命學(xué)院羅愛芹教授團(tuán)隊(duì)近期在國(guó)際知名期刊Sensors and Actuators B: Chemical發(fā)表了題為“A novel molecularly imprinted electrochemical biosensor based on Ni3(HITP)2-MOF and a novel anti-fouling material for the direct detection of glucose in whole blood”的研究論文，該工作創(chuàng)新性地提出了一種基于Ni?(HITP)?-MOF與新型抗污材料的分子印跡電化學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了全血中葡萄糖的直接檢測(cè)，為生物傳感技術(shù)的發(fā)展提供了新思路與新方法。

該工作以北京理工大學(xué)為唯一通訊單位，第一作者是博士研究生朱子煜，通訊作者為團(tuán)隊(duì)成員羅愛芹教授、梁阿新助理教授。

圖1 本研究電化學(xué)傳感器制備和葡萄糖檢測(cè)示意圖

本研究聚焦糖尿病血糖監(jiān)測(cè)難題，針對(duì)傳統(tǒng)電化學(xué)生物傳感器在全血檢測(cè)中抗干擾性差、預(yù)處理繁瑣等瓶頸，創(chuàng)新性開發(fā)了兼具分子識(shí)別與抗污功能的新型電化學(xué)生物傳感器。

該研究首先合成了鎳基金屬有機(jī)框架材料Ni?(HITP)?-MOF，其通過Ni2?與六氨基三苯烯配體的配位作用形成二維π共軛結(jié)構(gòu)，在材料內(nèi)部構(gòu)建連續(xù)電子傳輸通道。

電化學(xué)測(cè)試表明，該材料修飾電極的峰電流較裸電極提升2.5倍以上，電荷轉(zhuǎn)移阻抗從4695Ω降至35Ω，顯著優(yōu)化界面電導(dǎo)性能，為后續(xù)分子印跡膜構(gòu)建奠定電子傳輸基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，以Ni?(HITP)?-MOF為電極修飾膜，鄰苯二胺為單體、葡萄糖為模板制備分子印跡聚合物，并引入相變牛血清白蛋白（PTB）抗污層，構(gòu)建PTB/MIP/Ni?(HITP)? MOF/SPCE傳感器。

如圖2所示，該傳感器展現(xiàn)出優(yōu)異性能，檢測(cè)范圍覆蓋1 μM至100 mM，檢出限低至0.31 μM，葡萄糖DPV響應(yīng)曲線與校準(zhǔn)曲線的對(duì)數(shù)線性相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9971；選擇性、重復(fù)性和穩(wěn)定性測(cè)試均表現(xiàn)出色，且無需樣本預(yù)處理即可直接用于全血中葡萄糖的精準(zhǔn)檢測(cè)。該研究通過MOF材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)與抗污層的協(xié)同作用，有效克服了傳統(tǒng)傳感器在復(fù)雜生物樣本中易受干擾的難題，為臨床糖尿病監(jiān)測(cè)提供了簡(jiǎn)便高效的新方案。

圖2 所構(gòu)建傳感器的線性關(guān)系和選擇性比較

審核編輯 黃宇