西南大学李原芳Anal. Chem.：Al-MOFs/HEPES电化学发光系统检测HBV DNA

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研究内容

近日，西南大学李原芳教授开发了一种具有优异电化学发光（ECL）性能的新型铝-金属-有机骨架（Al-MOF）/N-2羟乙基哌嗪-N′-乙烷磺酸（HEPES）体系。以Ru（bpy）32+体系为标准，Al-MOF/HEPES体系显示出30.0%的高ECL效率。设计的生物传感器可对HBV DNA进行了超灵敏检测，线性范围为100 aM至10 pM，检测限（LOD）为62.1 aM。相关工作以“High-Efficiency Aluminum-Metal Organic Framework/HEPES Electrochemiluminescence System for Ultrasensitive Detection of HBV DNA”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

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研究要点

要点1.作者以9，10-二（对羧基苯基）蒽（DPA）为有机发光配体，Al3+为金属节点，通过一锅溶剂热法成功合成了Al-MOF。基于此开发的Al-MOF/HEPES系统表现出高的ECL强度和优异的稳定性。

要点2.ECL机理验证了HEPES不仅是体系中的缓冲液，还是Al-MOF的共反应剂。特别地，以Ru（bpy）32+体系为标准，Al-MOF/HEPES体系显示出30.0%的高ECL效率。此外，多巴胺（DA）能有效地抑制Al-MOF的ECL信号。

要点3.作者通过将DNA特异性识别的信号开启-关闭-开启模式与DNA助行器信号放大策略相结合，构建了用于超灵敏检测HBV DNA的ECL生物传感器，其线性范围为100 aM至10 pM，检测限（LOD）为62.1 aM。

该工作提出了一种高效的Al-MOF/HEPES系统，为ECL领域的无共反应剂系统提供了一个新的视角。

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研究图文

图1.（A）Al-MOF的SEM。（B）Al-MOF和DPA的FT-IR光谱。（C）Al-MOF的XPS光谱。（D）Al-MOF的PXRD。

图2.（A）裸GCE以及DPA和Al-MOF修饰电极在HEPES（60 mM，pH 7.4）中的ECL-电位曲线。（B）Al-MOF和（C）DPA在HEPES（60 mM，pH 740）中的ECL-时间曲线。PMT：400 V。（D）Al-MOF在HEPES（60mM，pH7.4）中连续扫描一个月的ECL强度-时间曲线。

图3. （A）Al-MOF修饰的GCE在PBS（pH 7.4）和HEPES（pH7.4）中的ECL-电势曲线，PMT：400 V。（B）裸GCE（a）和Al-MOF修饰的GCE（b）在PBS（0.1 M，pH 7.4）和HEPES（60 mM，pH 7.4）中的CV曲线。

图4.（A）DNA walker的凝胶电泳图像。（B）不同修饰步骤的EIS。

图5.（A）ECL生物传感器对不同浓度HBV（0、0.1、1、10、100、1000和10000 fM）的ECL强度-时间曲线。（B）HBV的校准曲线。（C）ECL生物传感器对不同DNA的选择性：（a）空白样品，（b）HCV（1 pM），（C）HIV1（1 pM），（d）HIV2（1 pM），（e）HPV（1 pM），（f）HBV（100 fM）。（D）具有1 pM HBV的ECL生物传感器的稳定性。电位扫描范围为0至0.8 V。PMT：700V。

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文献详情

High-Efficiency Aluminum-Metal Organic Framework/HEPES Electrochemiluminescence System for Ultrasensitive Detection of HBV DNA

Gaoxu Chen, Xiaoyan Wang, Wenjie Dai, Ling Liang, Zilan Luo, Cuiru Chen, Shujun Zhen, Chengzhi Huang, Yuanfang Li*

Anal. Chem.

DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00687