清华大学林金明Anal. Chem.：双金属MOFs便携式生物传感器用于细菌的视觉检测和消除
研究内容
由于细菌对人体健康的危害，迫切需要一个既能满足细菌检测又能消除需求的多功能平台。
清华大学林金明利用免疫磁珠(IMBs)和AgPt纳米粒子修饰的PCN-223-Fe(AgPt/PCN-223-Fe，PCN代表多孔配位网络)金属-有机框架(MOFs)，开发了一种“感知和治疗”生物传感器。AgPt/PCN-223-Fe不仅具有优异的过氧化物酶样活性，而且在近红外辐射下能有效杀灭细菌。该生物传感器能够在103-108 CFU/mL范围内对大肠杆菌O157:H7进行比色检测，检测限为276 CFU/mL，具有高选择性、良好的再现性和在不同真实样品中的广泛适用性。在808 nm光照20 min下对大肠杆菌O157:H7具有99.94%的高效抗菌率。相关工作以“Portable Biosensor with Bimetallic Metal-Organic Frameworks for Visual Detection and Elimination of Bacteria”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。
研究要点
要点1.作者开发了一种以双金属NPs/MOF-AgPt/PCN-223-Fe为信号探针的新型生物传感器，并将其与IMS方法相结合，形成了细菌检测和消除的双重模型。AgPt/PCN-223-Fe的功函数是由修饰的AgPt NPs赋予的，同时表现出优异的过氧化物酶样和抗菌活性。
要点2.利用其过氧化物酶样活性，作者首次构建了一种用于检测大肠杆菌O157:H7的方便的生物传感器，该生物传感器具有可接受的特异性、灵敏度和稳定性。大肠杆菌O157:H7在103-108 CFU/mL范围内可以很容易地进行分析，LOD为276 CFU/mL，更重要的是，它成功地应用于真实的食品样品(鸡肉和牛奶)，具有良好的回收率。这种超灵敏度归因于MBs的高分离效率，其从食物基质中富集大肠杆菌O157:H7以及AgPt/PCN-223-Fe的增强催化作用，使其能够产生易于检测的颜色信号记录。
要点3.在抗菌应用的情况下，AgPt/PCN-223-Fe在存在少量H2O2和近红外辐射20分钟的情况下对大肠杆菌O157:H7的抗菌率为99.94%。所有过程都可以在便携式3D暗盒中完成，并使用智能手机应用程序分析数据。
这种设计的生物传感器提供了一个非常创新的“感知和治疗”平台，并可以在未来扩展到其他病原体的监测，以确保生物安全。
研究图文
图1.（a）Ab1@MBs和（b）Ab2@AgPt/PCN-223-Fe的制备过程示意图和（c）在微流体芯片上的大肠杆菌O157:H7的视觉检测和消除中的应用，该微流体芯片基于酶样催化活性和AgPt/PCN-223-Fe的光诱导Ag+释放。
图2. PCN-223-Fe和AgPt/PCN-223-Fe的表征。
图3. AgPt/PCN-223-Fe的催化和抗菌活性。
图4.（a）微流控芯片的结构。（b）蛇形混合通道混合效率的模拟。
图5. 评价生物传感器检测大肠杆菌O157:H7的性能。
图6. 生物传感器的实用性。
文献详情
Portable Biosensor with Bimetallic Metal-Organic Frameworks for Visual Detection and Elimination of Bacteria
Yuting Shang, Gaowa Xing, Haifeng Lin, Shulang Chen, Tianze Xie, Jin-Ming Lin*
Anal. Chem.
