形貌可调的镍金属有机框架材料在抗污染多巴胺高选择性生物传感中的应用研究

针对神经递质多巴胺(DA)检测中存在的选择性差、易污染等问题，研究人员通过溶剂和有机配体调控合成了四种不同形貌的Ni-MOFs材料。研究发现球形Ni-MOF-2在PBS、人工汗液等生理体液中展现出36-58 nM的超低检测限，并具有优异的抗污染能力和长期稳定性，为神经系统疾病诊断提供了新型酶免检测方案。

　　

在神经系统疾病诊断领域，多巴胺(DA)作为关键神经递质，其浓度变化与帕金森病等重大疾病密切相关。然而现有检测技术面临酶易失活、贵金属成本高、电极表面多巴胺聚合物污染等瓶颈问题。金属有机框架(MOFs)虽具有大比表面积和可调结构优势，但其电化学性能受形貌尺寸制约的问题长期未获解决。

华南师范大学的研究团队在《Microchemical Journal》发表创新成果，通过精准调控有机配体(4,4′-二氨基-2,2′-二苯乙烯二磺酸等)和溶剂体系，成功制备出四种形貌各异的镍基MOFs材料。其中球形Ni-MOF-2展现出^?1级电化学活性面积和显著增强的DA氧化活性。关键技术包括溶剂热合成法调控晶体生长、电化学阻抗谱(EIS)分析界面特性、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)验证材料稳定性，以及在人工脑脊液(ACSF)等复杂基质中的抗干扰测试。

【结构表征】X射线衍射证实四种Ni-MOFs均具有典型晶体结构，扫描电镜显示Ni-MOF-2呈现均匀球形形貌(200-300 nm)，比棒状、片状等其他形貌材料具有更开放的孔道结构。

【电化学性能】差分脉冲伏安法(DPV)显示Ni-MOF-2在0.1 M PBS中对DA的氧化峰电流达到其他形貌材料的2.3倍，电子转移系数α计算值为0.86，表明更快的电荷传输动力学。

【实际应用】在人工汗液等复杂体系中，Ni-MOF-2保持30-58 nM的检测限，对人血清样本的加标回收率达97.2-103.5%。连续检测100次后，拉曼光谱显示电极表面未出现聚多巴胺特征峰(1340 cm^?1)，证实其卓越的抗污染能力。

该研究突破性地揭示了MOFs形貌-性能关系：球形结构通过缩短离子扩散路径和暴露更多活性位点，显著提升DA检测灵敏度。所开发的Ni-MOF-2传感器兼具低成本(<0.5美元/片)和可批量化生产特性，为便携式神经疾病诊断设备的开发奠定材料基础。团队特别指出，该策略可拓展至其他过渡金属MOFs体系，为下一代高性能生物传感器设计提供普适性指导。