在镧系金属有机框架（MOF）笼子中理性捕获的多晶钙钛矿用于氨介导的核酸智能可视化

《Small》：Rationally Trapped Polycrystalline Perovskite in Lanthanide MOF Cages for Ammonia-Mediated Nucleic Acid Intelligent Visualization

过氧化物纳米颗粒与镧系金属有机框架复合，通过引入2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸配体增强铕离子敏化，利用4-溴丁酸构建层次结构并生成两性离子配体，显著提升材料在极性溶剂中的荧光寿命（50倍）和稳定性，实现对氨气高灵敏度检测（LOD=200 fM），并拓展至CRISPR/Cas技术驱动的核酸传感应用。

　　

摘要

钙钛矿纳米颗粒（PNPs）在荧光生物传感领域具有巨大潜力，但由于其在极性溶剂中的稳定性较差，其实际应用受到了限制。将PNPs整合到金属-有机框架（MOFs）中可以提升其在不同环境中的适应性，从而解决这一难题。镧系MOFs（Ln-MOFs）因其可定制的结构、优异的稳定性和固有的荧光性能而尤为突出。本文阐明了这类混合材料如何在物理性质和荧光性能之间实现平衡。通过理论计算，选择了2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸作为配体，以增强Eu³⁺的荧光信号并促进Pb²⁺的化学吸附。此外，4-溴丁酸不仅用于构建层状Eu-MOFs并优化其结构以促进钙钛矿的多晶生长，还通过与MOF笼体的S_N2反应生成两性配体，确保混合材料在极性溶剂乙酸乙酯中的稳定分散。制备的PNPs@Ln-MOF表现出显著提升的荧光寿命（提高了50倍）和在极性溶剂中的稳定性。更重要的是，PNPs@Ln-MOF对氨气的高灵敏度荧光响应为基于氨气的生物传感装置提供了通用策略。借助CRISPR/Cas技术，该装置能够实现精确的现场核酸检测（检测限为200 fM），开创了基于钙钛矿的混合材料在生物传感领域的先进应用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。