AFM| 特异性与磁性共价有机框架封装锇纳米簇酶：无干扰超灵敏生物传感应用

背景介绍

纳米酶作为一种模拟天然酶的人工材料，以其低成本、高稳定性和可回收性等优势，正在迅速发展为疾病诊断特别是即时检测（POC）中的重要工具。然而，大多数纳米酶由于其不明确的催化机制以及复杂样本基质中的多种酶活性，常常出现假信号干扰，从而影响检测准确性。本研究提出了一种磁性共价有机框架（COF）封装的锇纳米簇酶（Fe₃O4@COF@Os），旨在解决背景干扰问题，提供高灵敏度和高特异性的生物传感方法。

主要结果

图1：展示了Fe₃O₄@COF@Os纳米复合材料的合成及其结构表征。通过TEM和EDS元素分布图可见其核壳结构，催化性能远优于传统金属纳米酶。

图2：不同还原剂（AA和NaBH4）下合成Fe₃O₄@COF@Os的催化性能对比。AA生成的锇纳米簇表现出更高的过氧化物酶（POD）活性和更低的氧化酶（OXD）活性。

图3：通过修改COF的功能基团（如─F、─Br等），研究不同微环境下锇纳米簇的催化活性。发现─F基团能够显著提高POD活性。

图4：Fe3O4@COF@Os（AA）在不同pH环境下的催化特性及其动力学参数，表现出极高的POD特异性。

图5：基于Fe3O4@COF@Os的LFA（侧流免疫检测）实现了PSA的超灵敏检测，检测限为3.83 pg/mL。

图6：Fe3O4@COF@Os用于唾液中葡萄糖检测的性能展示。验证了其在实际样本中的检测可靠性。

结论

文开发了一种Fe₃O₄@COF@Os磁性纳米酶，具备极高的POD特异性。其在癌症和代谢性疾病标志物（如PSA和葡萄糖）的检测中表现出高灵敏度和良好的稳定性。Fe₃O₄@COF@Os有望在无预处理和干扰的即时检测领域提供快速准确的诊断方案。