基于聚多巴胺敏化TiO2光电材料的神经细胞多巴胺高灵敏度检测新策略

针对神经退行性疾病标志物多巴胺(DA)检测中电极污染和信号干扰的难题，西北师范大学团队创新性地构建了基于COF@MXene复合纳米材料的比率型电化学传感平台。该研究通过β-酮烯胺COF提供内参比信号，MXene增强导电性，实现了0.0061 μM的检测限和0.05–800 μM的宽线性范围，为无标记DA检测提供了自校准新范式。

　　

在神经科学和临床诊断领域，多巴胺(dopamine, DA)作为关键神经递质，其浓度异常与帕金森病、抑郁症等重大疾病密切相关。然而传统检测方法面临电极污染、生物分子干扰等挑战，西北师范大学的研究团队在《Talanta》发表的研究中，提出了一种革命性的解决方案——基于共价有机框架(COF)与MXene复合材料的自校准传感平台。

研究团队采用β-酮烯胺型TFAQ COF作为电活性信号单元，通过原位生长在氨基功能化MXene上构建复合纳米材料。关键技术包括：1）溶剂热法合成具有醌基团的TFAQ COF；2）MXene层间插COF防止堆叠；3）差分脉冲伏安法(DPV)实现比率检测。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)证实材料具有分级多孔结构，X射线光电子能谱(XPS)验证了氢键相互作用机制。

研究结果显示：

1. 材料表征：花状COF纳米棒均匀分布在MXene片层上，比表面积达382.6 m²/g，孔径分布集中在1.7 nm，为DA分子提供了特异性结合位点。
2. 电化学性能：COF醌基团产生稳定的参考信号(-0.35 V)，DA氧化峰(0.18 V)信号放大32倍，检测限低至6.1 nM，优于多数报道的DA传感器。
3. 抗干扰测试：在10倍浓度的抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等干扰物存在下，DA信号变异系数<4.8%，证实了氢键和π-π堆叠作用的选择性。
4. 实际应用：成功检测注射液和血清样本，回收率98.2%-103.7%，RSD<3.5%，连续使用50次后信号保持率>95%。

这项研究的突破性在于：首次利用COF本征电活性作为内参比，避免了传统二茂铁(Fc)等外源探针的脱落问题；MXene与COF的协同效应使信号放大与抗污染性能兼得。该工作不仅为神经退行性疾病诊断提供了新工具，更开创了自参考型COF基传感器的设计范式，对推动精准医疗发展具有重要意义。