南京大学赵伟伟&台州学院韩得满等人Anal. Chem.：MOF基可切换光电化学生物传感器用于NSE检测

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研究内容

早期敏感检测神经元特异性烯醇化酶（NSE）作为癌症的生物标志物至关重要，但长期以来一直是一个挑战。极性可切换光电化学（PEC）生物分析的出现为开发高灵敏度NSE传感器开辟了新的途径。

近日，南京大学赵伟伟教授和台州学院韩得满教授和Yi-Chao Wang基于MOF衍生的半导体异质结上MOF上生物诱导的AgI转变提出了一种新型的极性可切换PEC生物传感器，用于NSE检测。将NSE靶向的夹心免疫识别与标记的碱性磷酸酶（ALP）催化的H2S产生联系起来，这种现象与NSE浓度相关，NSE浓度在选择性和灵敏度方面具有良好的性能，检测限为0.58 pg/mL。相关工作以“Biological Transformation of AgI on MOF-on-MOF-Derived Heterostructures: Toward Polarity-Switchable Photoelectrochemical Biosensors for Neuron-Specific Enolase”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.作者使用生物生产的H2S处理ZnO@In2O3@AgI原位产生ZnO@In2O3@In2S3@Ag2S异质结，由于载流子转移途径的变化，光电流从阴极切换到阳极。

要点2.通过免疫识别反应将二抗（mAb2），ZIF-8/ALP-mAb2，上的碱性磷酸酶（ALP）和沸石咪唑骨架-8（ZIF-8）标记物（ZIF-8/ALP）结合在96孔板上，该免疫识别反应可催化硫代磷酸钠（Na3SPO3）产生H2S。通过连续离子层吸附和反应（SILAR）方法，在ZIF-8@MIL-68衍生的ZnO@In2O3半导体异质结上构建阴极ZnO@In2O3@AgI光电极，然后引导其与生物生产的H2S反应。

要点3.将NSE靶向的夹心免疫识别与标记的碱性磷酸酶（ALP）催化的H2S产生联系起来， 这种现象与NSE浓度相关，NSE浓度在选择性和灵敏度方面具有良好的性能，检测限为0.58 pg/mL。

该工作的特点是通过AgI在MOF上的生物转化实现了光电流极性切换系统ZnO@In2O3异质结。

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研究图文

图1.（a）NSE靶向三明治免疫识别，（b）ZnO@In2O3@AgI的合成和H2S诱导产生ZnO@In2O3@In2S3@Ag2S异质结和（c）光电流极性开关系统的电子转移机制。

图2.（a）ZIF-8@MIL-68，（b）ZnO@In2O3和（c）ZnO@In2O3AgI的（d）透射电子显微镜图像，（e）高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）以及（f）选区电子衍射图。

图3.PEC生物传感器的开发和优化。

图4.（a）ZnO、In2O3、In2S3和Ag2S的莫特-肖特基（M-S）图。（b）ZnO@In2O3@In2S3@Ag2S在光照射下可能的电荷转移途径。

图5.（a）ZnO@In2O3@AgI-5在Na2SO4电解质（0.1M）中，不同浓度NSE的光电响应。（b）（ΔI）和NSE浓度的对数得出的校准曲线（0.001-5 ng/mL）。（c）ZnO@In2O3@AgI-5对NSE（0.01 ng/mL）反应前后的稳定性。（d）PEC传感平台对NSE检测的选择性。

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文献详情

Biological Transformation of AgI on MOF-on-MOF-Derived Heterostructures: Toward Polarity-Switchable Photoelectrochemical Biosensors for Neuron-Specific Enolase

Feng-Zao Chen, Xiao-Xue Fu, Xiao-Jie Yu, Yu-Hang Qiu, Shi-Bin Ren, Yi-Chao Wang,* De-Man Han,* Wei-Wei Zhao*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c01401