构建了表面修饰有金纳米粒子的双金属导电CuNi(HITP) / MXene杂化结构，并研究了其电化学性能，以实现超高灵敏度的甲胎蛋白检测

《Microchemical Journal》：Construction of Au nanoparticle decorated bimetallic conductive CuNi(HITP) 2/MXene hybrid structure and its electrochemical properties for ultrasensitive alpha-fetoprotein detection

　　

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  通过三步法制备了AuNP修饰的Cu/Ni-HITP-MXene纳米复合材料。
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  AuNP的修饰增强了其对AFP的电化学响应。
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  该AFP免疫传感器具有较低的检测限（LD）和宽的线性检测范围。
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  性能的提升得益于导电性和Au催化作用的协同效应。

引言

肝细胞癌（HCC）是全球最常见且致命的恶性肿瘤之一，约占原发性肝癌病例的80%，每年导致超过745,000人死亡[1]。HCC预后不良的主要原因是缺乏有效的早期诊断方法，因为大多数患者在疾病晚期才被诊断出来，此时治愈性干预措施极为有限[2]。甲胎蛋白（AFP）是一种与肝癌发生密切相关的血清糖蛋白生物标志物，广泛用于HCC的诊断、预后评估和术后监测[3]。正常情况下，健康个体的血清AFP水平低于20 ng·mL^-1。当肝细胞发生恶性转化时，AFP表达显著增加，导致血清AFP水平升高[4]。由于准确快速的AFP检测对HCC的早期诊断和治疗尤为重要，因此迫切需要开发具有高灵敏度、优异选择性和低检测限的AFP检测技术。

最近，已经开发出多种检测微量AFP的方法，包括酶联免疫吸附测定（ELISA）[5]、比色测定[6]、电化学发光[7]和拉曼散射技术[8]。尽管这些方法在临床上有用，但通常受到繁琐的操作流程、较长的周转时间、高昂的仪器成本和有限灵敏度的限制，这限制了它们在即时检测和早期HCC筛查中的广泛应用[9]。相比之下，电化学免疫传感器因其操作简单、响应迅速、高灵敏度、样品需求少和成本效益高等优点而受到越来越多的关注，成为AFP检测的有希望的方法[10]。选择合适的传感材料对免疫传感器的电化学性能至关重要。二维（2D）层状纳米材料目前被认为是这类应用中非常有前景的候选材料，因为它们具有较大的比表面积、丰富的活性位点以及高效的平面内电子传输能力[11]。

在各种2D层状纳米材料中，导电金属有机框架（c-MOFs）作为电化学免疫传感器的传感平台受到了极大的关注。它们克服了传统MOFs的导电性局限，同时保持了较大的比表面积和可调孔隙率的优势，从而促进了界面电子转移和生物分子的固定。基于此，双金属c-MOFs进一步结合了双金属活性位点、高内在导电性和良好的生物相容性，为构建高灵敏度的传感界面提供了独特优势[11]。例如，Vijayaraghavan等人基于分层次的FeCo双金属MOF/镍泡沫结构制备了一种电化学阻抗免疫传感器，用于IL-1RA的检测，其线性检测范围为10 fg·mL^-1至10 ng·mL^-1，检测限为7.30 fg·mL^-1[12]。Palanisamy等人开发了一种无需标记的阻抗免疫传感器，基于镍泡沫上原位生长的双金属Fe2Co MOF，用于心脏肌钙蛋白I的检测，线性检测范围为0.1 fg·mL^-1至10 ng·mL^-1，检测限极低，仅为13 fg·mL^-1[13]。类似地，Ti3C2MXene这种具有优异导电性的2D纳米材料也因大比表面积、丰富活性位点和良好亲水性及结构稳定性而被广泛应用于电化学免疫传感器[14]。Lei等人构建了一种基于碳纳米管连接的MXene导电网络阵列的超灵敏一步法电化学免疫传感器，用于CEA的检测，线性检测范围为0.005–1.0 ng·mL^-1，检测限为1.6 pg·mL^-1[15]。Nah等人利用可穿戴微流控集成阻抗免疫传感器实现了非侵入性的汗液皮质醇检测，该传感器基于Ti3C2MXene负载的激光烧蚀石墨烯，线性检测范围为0.01–100 nM，检测限为88 pM[16]。除了2D层状材料外，金纳米粒子（AuNPs）还能显著增强界面电子传输，进一步增加传感界面的电化学活性表面积并改善生物相容性，使其成为电化学免疫传感中常用的改性剂[17]。Chen等人报道了一种基于面控Au纳米棒/还原氧化石墨烯复合材料的无标记电化学免疫传感器，用于PSA的检测，线性检测范围为0.1–150 ng·mL^-1，检测限为0.016 ng·mL^-1[17]。因此，这些混合结构在传感界面中可以起到互补作用：CuNi(HITP)2提供了多孔的导电框架和丰富的活性位点，MXene实现了高效的电子传输路径，而AuNPs则进一步提高了界面导电性和抗体的固定效果。然而，将双金属c-MOFs、MXene和AuNPs合理整合到三元传感界面中以实现高灵敏度的AFP检测的研究还很少见，它们的互补优势也尚未得到充分探索[18]。

本文报道了一种基于AuNPs@CuNi(HITP)2-MXene混合结构的超灵敏电化学免疫传感器，用于定量检测AFP。该传感器结合了化学蚀刻Ti3AlC2、Cu1.5Ni1.5(HITP)2纳米片的水热生长以及AuNPs的化学还原步骤。设计的三元结构旨在将丰富的生物分子固定位点与高效的界面电子传输结合起来，从而增强对AFP的识别能力。为了研究该免疫传感器的电化学性能，系统优化了多个关键实验参数，包括Cu2+/Ni2+的摩尔比、水热生长时间、Au的修饰量以及抗体孵育条件（pH值、孵育温度和时间）。结果表明，优化后的Au3NPs@Cu1.5Ni1.5(HITP)2-MXene免疫传感器表现出优异的电化学性能，具有高响应、宽的线性检测范围和低检测限。此外，该免疫传感器还表现出优异的选择性和重复性，以及在真实样品中的良好检测效果，显示了其在AFP检测中的巨大潜力。

章节摘要

AuNPs修饰的CuxNi3-x(HITP)2-MXene纳米复合材料的合成

AuNP修饰的CuxNi3-x(HITP)2-MXene纳米复合材料是通过多步骤制备的，包括HF蚀刻、原位水热生长和化学还原，具体过程如图1(a)所示。首先，通过插层法从MAX相中选择性地去除Al层制备出多层MXene，然后在支持信息（S2）中对其进行高强度冰浴超声处理。随后，将该MXene进一步用于后续的合成过程中

AuNPs@CuxNi3-x(HITP)2-MXene纳米复合材料的表征

使用能量分散X射线光谱（EDS）分析了AuNPs@Cu1.5Ni1.5(HITP)2-MXene纳米复合材料的元素组成。如图2(a)所示，光谱显示了C、N、O、Ni、Cu、Au和Ti的特征信号，证实了纳米复合材料的成功制备。此外，还通过X射线衍射（XRD）研究了MXene、Cu3(HITP)2-MXene、Ni3(HITP)2-MXene、Cu1.5Ni1.5(HITP)2-MXene和AuNPs@Cu1.5Ni1.5(HITP)2-MXene的晶体结构

结论

总之，本文成功开发了一种基于AuNPs@Cu1.5Ni1.5(HITP)2-MXene混合结构的新型电化学免疫传感器，用于灵敏且准确地检测AFP。该传感平台通过原位水热生长Cu1.5Ni1.5(HITP)2纳米片并将其上化学还原到混合结构上来构建。为了获得最佳的电化学性能，系统评估了 beberapa 关键实验参数，包括Cu2+/Ni2+的摩尔比等

Jinyuan Bai：撰写初稿、软件开发、资源准备、方法设计、实验实施、数据整理、概念构思。 Wenda Wang：结果验证、正式分析。 Yongjiao Sun：数据可视化、实验研究。 Junxiang Liu：实验研究、数据整理。 Pengcheng Li：撰写初稿、软件开发。 Hangtao Zhang：方法设计、概念构思。 Lili Wang：结果验证、数据整理。 Li Chen：撰写修订稿、编辑工作。 Zhenting Zhao：撰写初稿、指导工作。 Jie Hu：撰写过程协助

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本项目得到了中国国家自然科学基金（62171308）、山西省自然科学基金（202303021211053）、山西省重点国际科技合作项目（202404041101005、202504041101004）、山西省中央政府引导地方科技发展基金（YDZJSX20231A011）、广东省基础与应用基础研究基金（2025A1515140254）以及2025重点领域研究计划的支持

Jinyuan Bai|Wenda Wang|Yongjiao Sun|Junxiang Liu|Pengcheng Li|Hangtao Zhang|Lili Wang|Li Chen|Zhenting Zhao|Jie Hu