基于电化学转化金属有机框架的DNA适配体传感器实现超痕量汞检测

本文推荐一种基于镧系金属有机框架(Gd4-MOF)和电化学转化技术的新型DNA适配体传感器，通过原位生成普鲁士蓝(PB)活性物质，实现对汞离子(Hg2+)的1fM-200fM超灵敏检测。该传感器突破传统MOFs导电性差的技术瓶颈，利用胸腺嘧啶-汞-胸腺嘧啶(T-Hg-T)特异性结合引发构象变化，成功应用于海产品汞污染监测，为《水俣公约》实施提供创新技术支撑。

　　

亮点

• 开发高导电性棒状Gd₄-MOF作为新型基底材料

• 通过电化学转化自牺牲模板原位生成普鲁士蓝

• 构建四足体DNA纳米结构(TDN)提升捕获效率

• 实现0.66 fM级汞离子超灵敏检测

材料与仪器

实验采用六水合氯化铁(FeCl₃·6H₂O)、2-氨基对苯二甲酸(NH₂-BDC)等试剂购自麦克林（上海），三氟甲磺酸钆(Gd(CF₃SO₃)₃)来自阿拉丁。使用CHI760E电化学工作站（上海辰华）进行i-t曲线测试，场发射扫描电镜（FE-SEM, JEOL JSM-6700F）表征材料形貌。

材料表征

如图1所示，NH₂-MIL-88(Fe)呈现典型多面体结构（图1A），XRD图谱在9°和11°出现特征峰（图1C），与标准晶面(002)/(101)匹配。棒状Gd₄-MOF（图1B）通过π-π堆叠和N─O氢键构建电子传递通道，FT-IR显示羧基与镧系离子形成强配位键（图1D），显著提升材料导电性和水稳定性。

结论

本研究创新性地将电化学转化技术与镧系MOFs相结合，开发的TDN适配体传感器如同"分子捕手"，通过T-Hg-T特异性识别实现汞离子的精准捕获。相比传统原子吸收光谱(AAS)等方法，该传感器兼具fM级检测限和实际样品检测能力，为防控汞污染引发的神经退行性疾病提供新工具。