基于催化发夹组装协同铋基MOF负载铂纳米酶的双模式微流控生物传感器用于幽门螺杆菌DNA的高灵敏检测

《Talanta》：Dual-mode microfluidic biosensor based on catalytic hairpin assembly synergized with bismuth-based MOF-loaded platinum nanozyme for sensitive detection of Helicobacter pylori DNA

本文报道了一种集成负对照、阳性对照和实验组的双模式（电化学/比色）微流控芯片，通过催化发夹组装（CHA）信号放大策略与铋基MOF负载铂纳米酶（Bi-MOF@Pt）的协同作用，实现了唾液中幽门螺杆菌（H. pylori）DNA的超灵敏检测。该传感器采用Fe3O4@SiO2功能化H1作为捕获探针，Bi-MOF@Pt-H2作为信号探针，在H2O2存在下催化TMB氧化产生双模式信号，具有检测限低（0.32 fM）、准确性高（唾液样本90%）、抗干扰性强等优势，为病原菌即时检验（POCT）提供了新范式。

　　

亮点

Bi-MOF@Pt的表征

为了实现微流控传感器的智能化检测，我们设计了用于磁捕获的Fe₃O₄@SiO₂和用于双信号转导的Bi-MOF@Pt。初步的透射电子显微镜（TEM）图像（图S1）显示，SiO₂均匀地包覆在Fe₃O₄表面，形成了连贯的核壳结构。此外，Fe₃O₄@SiO₂复合物的傅里叶变换红外（FT-IR）光谱（图S2）在1078 cm^-1处显示出一个明显的吸收带，这归因于Si-O-Si键的不对称伸缩振动，证实了SiO₂的成功包覆。

结论

总而言之，我们成功构建了一种便携、可靠、灵敏的、基于催化发夹组装（CHA）信号放大的电化学/比色双模式微流控传感器，用于检测幽门螺杆菌（H. pylori）DNA。所开发的传感器具有低检测限（LOD=0.32 fM）和宽检测范围（1-10000 fM），有效解决了信号强度低的问题。该方法表现出卓越的重现性、优异的长期稳定性和强大的抗干扰能力，在唾液样本中实现了90%的总体准确度。这项工作为通过模块化适配体替换实现广谱病原菌的即时检测（POCT）建立了一个通用的分析范例。