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多孔聚合物修饰金属有机框架(AM@UIO-66-NH2 )用于人血清中多巴胺的高效电化学检测
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Microporous and Mesoporous Materials 4.8
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本研究针对神经退行性疾病早期诊断需求,通过合成全黑色素修饰的锆基MOF材料(AM@UIO-66-NH2 ),开发出线性范围30-1000 nM、检测限达18 nM的电化学传感器,成功实现血清样本中多巴胺(DA)的高选择性检测,为临床神经病理监测提供新型检测工具。
神经递质失衡与多种重大脑部疾病密切相关,其中多巴胺(DA)作为兼具神经递质和激素功能的生物分子,其异常水平可直接导致帕金森综合征、阿尔茨海默病等神经退行性疾病。据最新统计数据显示,仅在美国就有690万人罹患阿尔茨海默痴呆,患者70岁后的死亡率高达61%,远高于健康人群的30%。传统检测方法如高效液相色谱虽可靠,但存在设备昂贵、操作复杂等缺陷,严重制约临床即时检测需求。
韩国嘉泉大学Kyusik Yun团队联合研究者开发出新型全黑色素修饰的金属有机框架复合材料(AM@UIO-66-NH2
),通过方波伏安法(SWV)和计时电流法(CA)实现人血清中DA的超灵敏检测。该研究创新性地将真菌源性聚合物全黑色素(AM)与氨基功能化锆基MOF(UIO-66-NH2
)复合,显著提升了材料的导电性和生物相容性。论文发表于《Microporous and Mesoporous Materials》,为神经病理学诊断提供突破性解决方案。
研究采用高分辨透射电镜(HR-TEM)确认材料具有420±30 nm的规则八面体结构,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)验证AM成功修饰。比表面积分析(BET)显示复合材料保持高孔隙率,循环伏安法(CV)证实其显著增强的电化学活性。使用磷酸盐缓冲液(PBS)和真实人血清样本进行验证,建立30-1000 nM的线性检测范围。
【Morphological characterization】部分揭示AM@UIO-66-NH2
呈现独特的核壳结构,TEM显示AM均匀包覆在UIO-66-NH2
表面,SAED衍射环证实晶体结构完整性。SEM观察到材料表面粗糙度增加,这为DA分子提供更多活性位点。
【Conclusion】部分总结该传感器在血清样本中展现出22 nM的超低检测限,选择性实验表明即使存在肾上腺素、抗坏血酸等干扰物时仍保持优异特异性。经过100次循环测试后电流响应仅衰减4.7%,证明其卓越的稳定性。
该研究的突破性在于首次将AM与MOF复合用于DA检测,通过协同效应实现三个数量级的宽线性范围。所开发的传感器无需复杂前处理即可直接检测血清样本,为神经退行性疾病的早期筛查提供革命性工具。研究者特别指出,这种基于AM的生物相容性修饰策略可拓展至其他神经递质检测领域,为下一代便携式诊断设备开发奠定材料基础。
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