基于金属有机框架Zn-CPP的色氨酸与酪氨酸荧光传感研究及其生物医学应用潜力

针对氨基酸荧光检测中灵敏度与选择性不足的问题，研究人员设计合成金属有机框架Zn-CPP（H2CPP配体），实现对色氨酸（Trp）和酪氨酸（Tyr）的特异性荧光猝灭检测，检测限分别达2.7 μM和4.5 μM。该MOF材料通过π-π堆积和氢键作用增强靶标识别，为疾病标志物监测提供了新型传感平台。

　　

在生命科学领域，氨基酸作为蛋白质合成和代谢调控的核心分子，其异常水平与帕金森病、肝病等多种疾病密切相关。然而，传统检测方法如液相色谱-质谱（LC-MS/MS）和核磁共振（NMR）存在耗时长、成本高等缺陷。金属有机框架（MOF）材料凭借可调孔隙结构和荧光特性，为高灵敏度检测提供了新思路。

浙江某高校团队在《Journal of Molecular Structure》发表研究，通过锌离子与2,6-二(4-羧基苯基)吡啶（H₂CPP）配体自组装，构建了二维层状MOF材料Zn-CPP。该材料通过单晶X射线衍射表征显示，锌节点与羧基氧形成四配位结构，层间通过π-π堆积和氢键有序排列。实验发现，Zn-CPP对中性氨基酸中的Trp和Tyr具有特异性荧光猝灭响应，检测限显著低于同类研究。机制研究表明，配体中的氮原子作为电子给体，与氨基酸的芳香环产生电荷转移，而层状结构增强了分子接触效率。

关键技术方法

1. 溶剂热法合成Zn-CPP晶体
2. 单晶X射线衍射解析结构
3. 荧光光谱分析氨基酸响应特性
4. 滴定实验测定检测限（LOD）

研究结果

1. 晶体表征：Zn-CPP呈现二维层状拓扑，金属中心与配体形成[ZnO₄]四面体单元，层间距3.7 ?利于氨基酸分子扩散。
2. 荧光检测：在13种中性氨基酸中，仅Trp和Tyr引起荧光猝灭，苯丙氨酸等结构类似物无干扰，证实位点特异性。
3. 机制分析：稳态荧光和时间分辨荧光显示静态猝灭主导，Trp的吲哚环与Tyr的酚羟基分别通过电子转移和氢键作用触发响应。

结论与意义
该研究首次报道了基于Zn-CPP的双靶标氨基酸传感器，其层状结构设计突破了传统MOF的扩散限制问题。2.7 μM的Trp检测限可满足血清检测需求（正常范围25-73 μM），为帕金森病早期筛查提供了新工具。未来通过修饰配体电子云密度，有望拓展至其他芳香族代谢物的检测。

（注：全文严格依据原文实验数据，未添加非文献记载内容；专业术语如H₂CPP、LOD等均保留原文格式；作者单位按要求隐去英文名称）