氢键有机框架负载钴/血红素（HOF@Co/Heme）作为酶模拟探针用于鲁米诺化学发光检测葡萄糖

为解决天然酶稳定性差的问题，研究人员开发了具有类过氧化物酶活性的HOF@Co/Heme复合材料，通过催化H2O2分解产生活性氧（ROS）增强鲁米诺化学发光信号，构建了葡萄糖氧化酶（GOx）与HOF@Co/Heme串联催化的高灵敏度生物传感器，检测限低至54 nM，成功应用于血清葡萄糖检测，为疾病诊断提供了新工具。

　　

血糖水平异常是糖尿病等疾病的重要标志，开发高灵敏度、高稳定性的葡萄糖检测技术具有重要临床意义。然而，传统天然酶（如过氧化物酶POD）易受环境因素影响，且成本高昂。近年来，金属有机框架（MOF）和共价有机框架（COF）等材料虽被用于构建酶模拟物（纳米酶），但氢键有机框架（HOF）因其温和的合成条件和可调控的孔隙结构，尚未在纳米酶领域充分挖掘潜力。

针对这一挑战，江西农业大学的研究团队设计了一种新型HOF@Co/Heme复合材料，通过将钴离子（Co²⁺）和血红素（Heme）负载到HOF骨架上，构建了具有稳定类POD活性的纳米酶。该材料能高效催化H₂O₂分解产生羟基自由基（OH·）、超氧阴离子（O₂^?·）和单线态氧（¹O₂），显著增强鲁米诺-H₂O₂体系的化学发光信号。基于此，团队开发了GOx与HOF@Co/Heme串联催化的生物传感器，实现了血清葡萄糖的痕量检测，相关成果发表于《Microchemical Journal》。

研究采用溶剂热法合成HOF基底，通过配位作用加载Co²⁺，再经π-π堆积和静电作用固定Heme。关键技术包括电子顺磁共振（EPR）验证ROS生成机制、化学发光动力学分析、以及实际血清样本验证。

研究结果

1. 材料表征：SEM显示HOF为棒状结构，加载Co²⁺和Heme后转变为块状，XPS证实Co²⁺和Fe²⁺的成功掺杂。
2. 催化机制：EPR和清除实验证实HOF@Co/Heme催化H₂O₂产生OH·、O₂^?·和¹O₂，其类POD活性优于天然辣根过氧化物酶（HRP）。
3. 检测性能：在0.06–6 μM范围内线性良好，检测限54 nM（RSD <5%），血清样本回收率达97.3%–103.6%。

结论与意义
该研究首次将HOF材料拓展至化学发光传感领域，通过多金属协同效应提升了纳米酶的催化效率。HOF@Co/Heme的温和合成策略避免了高温热解对结构的破坏，为开发低成本、高稳定性的诊断工具提供了新思路。其优异的抗干扰能力和临床适用性，有望推动便携式血糖检测设备的开发，助力慢性病管理。作者Xiluan Yan和Liang Guo团队强调，未来可进一步优化HOF的孔隙率以负载更多活性中心，拓展其在多重检测中的应用。