李越湘/林振宇/马小明Anal. Chem.：多酶模拟CuMOF用于生物传感中的协同电化学发光调节

研究内容

开发基于纳米酶的自由基清除是ECL传感的一种有前景的信号调制方法。然而，许多纳米酶的相对较低的抗氧化活性和固有的促氧化活性严重阻碍了这一策略的发展。

南昌大学李越湘/福州大学林振宇/赣南师范大学马小明采用具有多种酶模拟活性的生物功能铜基金属有机框架（CuMOF）来调节ECL免疫传感器。固有的SOD、CAT和消除·OH的能力赋予CuMOF强大的协同抗氧化作用，显示出的促氧化活性很小，能够有效清除H 2 O 2 电化学氧化过程中产生的O 2 ·− 。引入了层状双氢氧化物的纳米约束效应，确保稳定的ECL信号。ECL免疫传感器使用黄曲霉毒素B1作为概念验证靶标，检测范围为0.001 pg/mL至10 ng/mL，计算出的检测限为0.18 fg/mL。相关工作以“Multiple Enzyme-Mimicking CuMOF-Driven Self-Cascading Antioxidant Reaction for Synergistic Electrochemiluminescence Modulation in Ultrasensitive Biosensing”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

研究要点

要点1.作者使用一种具有全面和强大抗氧化活性的仿生铜基MOF（CuMOF）作为ECL调节剂，用于构建ECL免疫传感器。

要点2.自级联抗氧化链由固有的SOD、CAT和CuMOF消除·OH的能力组装而成。POD和OXD对抗氧化反应的拮抗作用可以忽略不计。作者提出了一种ECL免疫传感器，将仿生CuMOF的自由基清除能力与鲁米诺LDH的稳定ECL底物相结合。

要点3.作者选择黄曲霉毒素B1（AFB1）来评估ECL免疫传感器的性能，这是在几种严重危害人类健康的饮食来源中发现的最常见的霉菌毒素。ECL免疫传感器在基于鲁米诺的ECL分析的协同调节中提供了全面的抗氧化特性，展示了对AFB1的出色检测能力。

这项工作为强效抗氧化纳米酶的开发及其在小分子污染物ECL免疫传感器中的应用提供了新的视角。

研究图文

图1. 鲁米诺LDH和CuMOF的形态和结构特征。

图2.（A）鲁米诺LDH和鲁米诺的ECL强度-电位曲线。（B）鲁米诺LDH和鲁米诺的ECL反应。

图3.（A）CuMOF纳米酶的SOD样活性。（B）CuMOF纳米酶CAT样活性的动力学。（C，D）CuMOF纳米酶POD样活性的动力学。（E）紫外-可见光谱和相应的数字图像：（a）TMB+H2O；（b） TMB+CuMOF以及（c）TMB+PtNPs。（F）·CuMOF的OH消除活性。（G）CuMOF不同酶模拟活性的雷达图。（H）CuMOF纳米酶自级联催化活性的示意图。

图4.（A）纳米约束效应和自级联抗氧化反应调节的ECL发射机制的示意图。（B）DMPO对O 2 ·− 的EPR谱。（C）有和没有CuMOF的鲁米诺LDH的ECL反应。（D）CuMOF在不同浓度下催化ECL淬灭速率。

（A）ECL曲线朝向各种AFB1浓度，以及（B）所提出传感器的相应校准图。

文献详情

Multiple Enzyme-Mimicking CuMOF-Driven Self-Cascading Antioxidant Reaction for Synergistic Electrochemiluminescence Modulation in Ultrasensitive Biosensing

Huifang Zhang, Yuhang Zhang, Xuan Hu, Xiang Xu, Yanmin Yang, Xiaoming Ma,* Yuexiang Li,* Zhenyu Lin*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03933