济南大学魏琴/刘雪静/冯锐Anal. Chem.:多金属MOF电化学发光免疫法检测H-FABP

研究内容

近日， 济南大学魏琴、刘雪静和冯锐 提出了一种使用多金属有机框架(MMOFs)的电化学猝灭系统，用于灵敏和特异性地检测急性心肌梗死(AMI)的标志物心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)。在最佳条件下，提出的ECL免疫传感器显示出宽的动态范围和低检测限，分别为0.01-100 ng mL -1 和6.8 pg mL -1 。ECL猝灭系统也表现出良好的特异性、稳定性和再现性。相关工作以“ Multimetal-Based Metal-Organic Framework System for the Sensitive Detection of Heart-Type Fatty Acid Binding Protein in Electrochemiluminescence Immunoassay ”为题发表在国际著名期刊 Analytical Chemistry 上。

研究要点

要点1. 作者采用一步水热法合成了以Ru和Mn为金属中心的双金属MOFs，得到了RuMn MOFs作为ECL发射极。RuMn MOFs不仅具有Ru(bpy) 3 2+ 的强ECL性能，而且保持了MOFs的高孔隙率和原始金属活性位点特性。在MOFs和Ru(bpy) 3 2+ 的协同作用下，RuMn MOFs具有更高效、更稳定的ECL发射。由于FePtRh MOFs和RuMn MOFs之间的电子转移，使用基于三金属的MOF(FePtRh MOF)作为ECL猝灭剂。此外，FePtRh MOFs中还发生了从Pt到Fe或Rh原子的分子内电子转移，可以促进分子间电子转移，提高电子转移效率，从而提高猝灭效率。

要点2. 为了进一步表征RuMn MOFs的ECL性能，作者构建了一个用于检测H-FABP的信号猝灭ECL免疫传感平台。RuMn MOFs作为发射体的高ECL效率允许在传感系统中使用较低的浓度，大大减少工作电极表面上活性材料分离产生的电位误差，并获得更稳定的输出信号。

要点3. 在最佳条件下，提出的ECL免疫传感器显示出宽的动态范围和低检测限，分别为0.01-100 ng mL -1 和6.8 pg mL -1 。ECL猝灭系统也表现出良好的特异性、稳定性和再现性。

本研究提供了一种在临床诊断中检测H-FABP的替代方法，突出了MMOFs在推进ECL技术方面的潜力。

研究图文

图1. RuMn MOF的（A）SEM和（B）TEM，（C-D）FePtRh MOF的TEM以及FePtRh MOF和RuMn MOF的EDS。

图2.（A）FePtRh MOFs的XRD和FePtRh MOFs的（B）C 1s、（C）O 1s、（D）Fe 2p、（E）Pt 4f和（F）Rh 3d XPS。

图3. RuMn MOFs的（A）Ru 3p、（B）Mn 2p、（D）C 1s和（E）O 1s XPS光谱。RuMn MOFs的（C）FT-IR吸收光谱和ECL发射光谱以及（F）FL发射光谱。

图4. Mn和RuMn MOFs的（A）CV曲线和（B）ECL响应。（C）发光机理的研究。RuMn（D）和FePtRh（E）的Mott-Schottky曲线。（F）RuMn的紫外-可见漫反射曲线。（G）淬火系统中电子转移的示意图。

图5. GCE（a）、GCE/RuMn（b）、GCE/RuMn/Ab 1 （c）、GCE/RuMn/Ab 1 /BSA（d）、GCE/RuMn/Ab 1 /BSA/H-FABP（e）和GCE/RuMn/Ab 1 /BSA/H-FABP/Ab 2 -FePtRh（f）(H-FABP为20.0 ng mL -1 )的（A）CV曲线（在含有0.1 mol L -1 KNO 3 的5 mmol L -1 [Fe(CN)] 6 3-/4- 溶液中）、（B）ECL响应和（C）EIS响应(在含有0.1 mol L -1 KCl的2.5 mmol L -1 [Fe(CN)] 6 3-/4- 溶液中）。

图6. 不同浓度H-FABP(0.0100、0.0500、0.100、0.500、1.00、5.00、10.0、20.0、50.0和100 ng/mL -1 )的猝灭ECL模型的（A）ECL强度和（B）工作曲线。（C）在连续测试中用不同H-FABP浓度测试稳定性。（D）H-FABP(20 ng/mL -1 )免疫传感器7天的稳定性。（E）再现性(H-FABP的浓度选择为20.0 ng/mL -1 )。（F）选择性(H-FABP和其他干扰物分别为20.0 ng/mL -1 和100 ng/mL -2 ）。

文献详情

Multimetal-Based Metal-Organic Framework System for the Sensitive Detection of Heart-Type Fatty Acid Binding Protein in Electrochemiluminescence Immunoassay

Yuan Li, Guanhui Zhao, Bing An, Kun Xu, Dan Wu, Xiang Ren, Hongmin Ma, Xuejing Liu,* Rui Feng,* Qin Wei*

Anal. Chem.