《Analytica Chimica Acta》：First Construction of Glucose@ZnMOF Composites: A Signal Transduction Strategy via MOF-Disruption-Triggered Glucose Release for Highly Sensitive and Precision OPs Detection with a Portable Glucometer
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•首次成功制备了载葡萄糖的功能性MOF复合材料Glucose@ZnMOF。•通过将"MOF介导的材料降解–葡萄糖释放"机制与便携式血糖仪相结合，建立了一条新的有机磷农药检测信号转导通路。•MOF在温和条件下合成，操作简单、成本低廉，满足现场实时检测的需求。引言在绿色环保需求和
• 首次成功制备了载葡萄糖的功能性MOF复合材料Glucose@ZnMOF。
• 通过将"MOF介导的材料降解–葡萄糖释放"机制与便携式血糖仪相结合，建立了一条新的有机磷农药检测信号转导通路。
• MOF在温和条件下合成，操作简单、成本低廉，满足现场实时检测的需求。
引言 在绿色环保需求和公共卫生安全保障日益迫切的推动下，农药残留导致的食品污染已成为一个紧迫的全球性问题[1] 。在各种农药中，有机磷农药（OPs）占据全球农药市场的主导地位，占总农药用量的45%。然而，其高毒性、广谱活性以及长期环境残留特性对食品安全、人体健康和生态完整性构成了严重威胁[2], [3]。目前，大多数有机磷农药检测方法仍依赖于传统的实验室检测和专用仪器，且存在抗干扰能力差、灵敏度不足等问题[4] 。因此，开发快速、经济且灵敏的食品中有机磷残留检测策略具有重要的实际意义。
在有机磷农药检测中，酶抑制法是一种优先采用的检测策略。有机磷农药与乙酰胆碱酯酶（AChE）之间的相互作用会导致AChE发生不可逆磷酸化，从而抑制其催化活性，进而阻断下游信号转导[5] 。[6]。MOF材料已被广泛应用于有机磷化合物检测的相关研究[7] 。在现有研究中，MOFs主要被用作纳米酶模拟物来催化显色反应，或作为信号探针的被动载体或稳定剂。MOF材料已被用于有机磷化合物检测的各种研究中。在现有研究中，大多数MOFs被用作纳米酶模拟物来催化显色反应，或作为信号探针的被动载体或稳定剂。例如，一项研究报告了使用Ce-MOF结合适配体策略，通过血糖仪检测抗生素氧氟沙星[8] ；然而，该系统依赖于基于适配体的识别，而非酶抑制机制。相比之下，关于利用MOFs作为由（硫丁酸酯）TCh诱导解离的响应释放载体的报道相对较少。
便携式传感技术在食品安全监测领域获得了越来越多的关注，这得益于其快速、低成本以及去中心化的现场分析能力[9] 。[10]。常见的便携式传感方法基于比色法[11] 、荧光法[12] 、电化学法[13] 和光热检测[14] 。然而，这些方法仍然依赖笨重的仪器，这限制了其真正的即时检测应用[15] 。相比之下，便携式血糖仪（PGM）因其体积小、易于使用和成本低廉等特点，已被用作即时检测（POCT）设备的模型[16] 。[17]。研究人员通过高级功能化将PGM的应用扩展到葡萄糖监测之外[18] 。[19]。
为了解决这些局限性，本系统产生的TCh可以诱导MOF骨架坍塌，释放内部包封的葡萄糖，并将有机磷农药浓度信息转化为血糖仪信号，从而规避了直接检测TCh所涉及的各种技术局限性。我们提出了一种基于载葡萄糖ZnMOF复合材料（Glucose@ZnMOF）的信号转导策略。如图1所示，我们以Zn2+ 为金属节点、以四甲酸为有机配体合成了ZnMOF材料，然后在其孔道中原位包封葡萄糖，构建了Glucose@ZnMOF复合探针。该传感机制利用TCh的高亲硫性，TCh由氯乙酰胆碱（ATCl）的酶解产生。TCh与Zn2+ 离子竞争配位，破坏MOF结构，触发包封的葡萄糖释放，通过PGM实现强烈的信号读取。在有机磷农药存在时，AChE活性受到抑制，TCh生成减少，葡萄糖释放随之受抑，从而利用PGM实现定量检测。
章节摘要 试剂与仪器 葡萄糖（分析纯）、聚维酮（PVP，分析纯）、氯化钴（CoCl2 ·6H2 O，99.99%）购自上海麦克林生化科技有限公司；氯化铜（CuCl2 ·2H2 O，分析纯）、氯化镉（CdCl2 ·2H2 O，98%）购自上海阿拉丁生化科技有限公司；乙酰胆碱酯酶（AChE，≥1000 U/mg）购自西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司。自动比表面积及孔径分布分析仪
Glucose@ZnMOF的表征 MOF中金属中心的选择对于提高葡萄糖负载效率和后续PGM信号响应至关重要。为选择最佳金属中心，以Zn2+ 、Co2+ 、Cd2+ 和Cu2+ 为金属源合成了四种羧酸根基MOF（ZnMOF、CoMOF、CdMOF和CuMOF）来负载葡萄糖（图1A）。葡萄糖@ZnMOF表现出最强的PGM信号，随后将其用作后续实验的传感材料。成功的葡萄糖负载对于构建
结论 本研究首次在温和条件下（室温和常压）合成了Glucose@ZnMOF复合材料。得益于其独特的多孔结构和金属配位能力，葡萄糖成功负载到复合材料上作为信号分子。建立了一种基于"骨架破坏–触发葡萄糖释放"的信号转导机制，该机制依赖于酶解产物TCh与Zn2+ 离子之间的竞争配位
CRediT作者贡献声明 刘秉谦： 撰写–审阅与编辑、监督、调查、资助获取、概念设计。滕梦贤： 撰写–原稿、验证、资源、数据整理。谭云珠： 方法论、数据整理、概念设计。杨迪： 撰写–审阅与编辑、方法论、资助获取、数据整理。李思怡： 数据整理。熊露露： 数据整理。施灵莹： 数据整理
数据可用性声明 本研究中呈现的数据可供通讯作者索取。
利益冲突披露 作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报告的工作。
致谢 本工作得到了
国家自然科学基金 （21864007）、
贵州省卫生健康委员会 科技基金（gzwkj2025-472，gzwkj2025-109）和
贵州大学 基本研究项目（贵大基措[2024]41）的支持。我们感谢Editage（
www.editage.cn ）提供的英文语言编辑服务。
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