济南大学马洪敏/曹伟Anal. Chem.：仿生MOFs对抗氧化剂级联调节的电化学发光免疫传感器

研究内容

高效电化学发光(ECL)是检测疾病生物标志物的一种重要方法，利用创新的电化学发光检测系统是提高ECL分析效率的一种可行策略。

济南大学马洪敏和曹伟受自由基清除策略发展的启发，合成了一种具有超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)特性的仿生金属有机框架(MOF-818)，构建三明治型ECL免疫传感器实现对疾病标志物的超灵敏检测。使用癌胚抗原(CEA)作为分析模型，在0.001-50 ng/mL的检测范围内获得0.457 pg/mL的检测限。相关工作以“Antioxidant Cascade Modulated Electrochemiluminescence by a Biomimetic Metal-Organic Framework with Dual Enzymatic Activity for Disease Marker Immunoassays”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

研究要点

要点1. 作者首先基于简单的室温自组装合成了一种由鲁米诺和三种活性配体组成的氢键有机框架(L-HOF)。由于纳米限制，L-HOF的ECL性能比纯鲁米诺更稳定、更稳健。

要点2. 具有仿生超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的MOF-818作为用于夹心免疫测定的猝灭剂。酶活性导致超氧化物阴离子自由基(O2-)的反向转化和进一步的抗氧化分解，从而降低鲁米诺ECL信号的响应性。

要点3. 作者使用癌胚抗原(CEA)作为分析模型，在0.001-50ng/mL的检测范围内获得0.457 pg/mL的检测限，具有高稳定性、特异性和再现性。

这种基于酶活性的新型三明治传感模型为精确检测提供了一种有意义的潜在工具，拓展了纳米酶在分析中的更广泛应用。

研究图文

图1. L-HOF的（a）SEM和（b）TEM。（c）MOF-818的SEM。（d）MOF-818的XRD以及（e）Cu 2p和（f）O 1s的XPS。

图2.（a）L-HOF的循环伏安法和ECL-电位曲线。（b）L-HOF的ECL假脱机光谱。（c）L-HOF的ECL稳定性以及（d）鲁米诺和L-HOF的ECL强度。所有测试都是在0.1 M PBS(pH 8.1)中存在40 mM H2O2的情况下进行的。

图3.（a）NBT在不同添加组分下的紫外-可见吸收光谱：（1）NBT+H2O2+MOF-818，（2）NBT+ H2O2+HRP和（3）NBT+H2O2+MOF-318+HRP。（b）DMPO对O2-的EPR。（c）MOF-818的酶活性的示意图。

图4.（a）MOF-818淬火性能的ECL强度-时间曲线。（b）不同浓度的MOF-818对ECL的猝灭效率。（c）L-HOF、（d）L-HOF/H2O2和（e）L-HOF/ H2O2+MOF-818的ECL发光。

图5.用于检测不同浓度CEA的免疫传感器的（a）ECL响应曲线和相应的（b）校准曲线：1 pg/mL、10 pg/mL，100 pg/mL和500 pg/mL。1 ng/mL、5 ng/mL、10 ng/mL、20 ng/mL和50 ng/mL。

文献详情

Antioxidant Cascade Modulated Electrochemiluminescence by a Biomimetic Metal-Organic Framework with Dual Enzymatic Activity for Disease Marker Immunoassays

Jinglong Fang, Li Dai, Ruiqing Feng, Xiang Ren, Dan Wu, Wei Cao,* Qin Wei, Hongmin Ma*

Anal. Chem.