浙江師大本科生:基於ZIF-8構建超靈敏無標籤電致化學發光傳感器

2020-12-07 騰訊網

近期，浙江師範大學「電化學分析實驗室」袁培新博士和馮九菊教授指導的16級化學專業本科生方妍同學，以第一作者在中科院一區TOP期刊Anal. Chem.(IF=6.380)上發表題為「Highly Enhanced Electrochemiluminescence Luminophore Generated by Zeolitic Imidazole Framework-8-Linked Porphyrin and Its Application for Thrombin Detection」的研究論文。

當前，智能檢測技術如在線診斷、床邊檢測（POCT）等不斷湧現，對生物傳感器的靈敏度提出了更高要求。電致化學發光（ECL）分析技術因其全黑背景、無光漂白和二維空間分布和時間可調製性等技術優勢，目前已成為體外檢測技術的主流。傳統有機發光材料如金屬卟啉，由於ECL信號弱，難以勝任體外精準檢測的需求。

本文通過水熱法合成吡啶基金屬有機框架材料（ZIF-8），通過氨基功能化來固載鋅卟啉IX(ZnP)，獲得新型增強型ECL發光試劑。構建了一種超靈敏的無標籤ECL傳感器，用於檢測凝血酶(TB)。對得到的ZnP-NH-ZIF-8的結構和光學性能進行了細緻的表徵。因此，ZnP在含有高氯酸四正丁基銨(TBAP)的二氯甲烷(DCM)中出現較弱的ECL輻射，這是由於通過「還原-氧化」途徑形成的單態氧。該工作不僅拓展了MOF材料在構築新型光電納米探針中的應用，還為靶向藥物研發以及生物醫學發展提供技術支持。

圖1-(A) ZnP-NH-ZIF-8的合成方案。(B)基於ZnP-NH-ZIF-8無標籤ECL傳感器的構建示意圖。

研究結果表明，與單一ZnP通過「還原-氧化」形成單線態氧來發出微弱光信號相比，由於ZIF-8對氧還原反應（ORR）具有高效催化作用，ZIF-8固載的ZnP其ECL信號強度顯著增強（約153倍）。基於此構建了無標記ECL適體傳感器，實現了凝血酶（TB）的超靈敏檢測，其檢測下限可低至58.6 aM。這項工作為合成一種ECL信號大幅增強的先進有機發光團的超聲分析和臨床診斷提供了有益的指導。

相關研究工作得到了國家自然科學、浙江省自然科學基金、浙江省公益技術研究項目、校「創新工作室」、大學生創新創業訓練計劃項目和新苗計劃等項目的資助。

來源：新材料資訊、浙江師範大學

論文連結:

https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.9b04938

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