基于UIO-66金属有机框架载药新型伏安适体传感器的超灵敏心肌肌钙蛋白I检测技术开发

本研究针对急性心肌梗死(AMI)诊断中传统抗体检测方法稳定性差、成本高等问题，开发了基于金基底电极和环丙沙星(Cip)负载UIO-66金属有机框架(MOF)信号放大系统的电化学适体传感器。该传感器通过差分脉冲伏安法(DPV)检测Cip氧化电流，实现了2.05 aM的超低检测限和3.14 aM-314 pM的宽线性范围，在多种血液蛋白共存条件下仍保持高选择性，为心脏损伤早期诊断提供了经济高效的解决方案。

　　

心血管疾病是全球首要死因，其中急性心肌梗死(AMI)因其突发性和高致死率备受关注。心肌肌钙蛋白I(cTnI)作为心肌损伤的"金标准"生物标志物，其检测灵敏度直接决定临床诊断效能。然而现行酶联免疫吸附试验(ELISA)面临抗体稳定性差、设备依赖性强等瓶颈，尤其在资源有限地区难以推广。适体(Aptamer)虽具替代潜力，但超痕量检测仍需突破性信号放大策略。

为解决这一难题，来自Tabriz大学的研究团队创新性地将抗生素环丙沙星(Cip)封装于UIO-66金属有机框架(MOF)中，构建了结构解耦型电化学适体传感器。该成果发表于《Talanta》，通过物理分离传感基底与检测电极的策略，实现了无需酶/纳米颗粒标记的cTnI超灵敏检测。

关键技术包括：1)溶剂热法合成Cip@UIO-66复合物；2)金基底表面自组装单层修饰适体；3)差分脉冲伏安法(DPV)检测释放的Cip氧化电流；4)采用健康人及心脏损伤患者血清样本进行临床验证。

【Characterization of the synthesized Cip-MOF】
傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实Cip成功负载于MOF孔道，特征峰显示羧基(-COOH)与Zr⁴⁺配位形成稳定结构。扫描电镜(SEM)显示UIO-66呈现规则八面体形貌(300-500 nm)，比表面积达1124 m²/g，为Cip高效负载提供条件。

【Electrochemical performance】
优化条件下，DPV响应电流与cTnI浓度在3.14 aM-314 pM范围内呈线性关系，理论检测限低至2.05 aM。选择性实验表明，10⁵倍浓度的肌红蛋白、人血清白蛋白(HSA)等干扰物仅引起<4.7%信号波动。

【Real sample analysis】
临床血清检测回收率达96.8%-103.2%，与商业ELISA试剂盒结果高度一致(R²=0.991)，成功区分健康人(<2.2 pg/mL)与心梗患者(>5.4 pg/mL)样本。

该研究突破传统适体传感器的设计范式：1)首创将抗生素同时作为信号分子和载药分子；2)通过MOF限域效应防止Cip泄漏并保持氧化活性；3)电池石墨电极(BGE)替代昂贵玻碳电极降低成本。所获2.05 aM检测限较同类MOF传感器提升2个数量级，为POCT诊断设备开发奠定基础。讨论部分指出，该平台可拓展至其他心血管标志物检测，但需进一步验证长期稳定性和批量生产可行性。作者特别强调，这种"信号载体-检测电极"物理分离架构为复杂生物样本分析提供了普适性设计思路。