MOF-on-MOF电化学传感器：抗苗勒管激素检测的新突破

原创

来源：曹璐璐

2025-02-02 17:31:02

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核心提示：近期，一项由Fang等人发表在《Biosensors and Bioelectronics》上的研究，提出了一种基于MOF-on-MOF的电化学传感器，为抗苗勒管激素（AMH）的检测带来了革命性的突破。

引言

在现代医学诊断中，生物标志物的检测对于疾病的早期发现和治疗至关重要。抗苗勒管激素（AMH）作为一种重要的生物标志物，广泛应用于卵巢储备功能的评估以及多种卵巢疾病的诊断。然而，传统的AMH检测方法存在灵敏度低、检测范围窄等问题，限制了其在临床中的广泛应用。近期，一项由Fang等人发表在《Biosensors and Bioelectronics》上的研究，提出了一种基于MOF-on-MOF的电化学传感器，为AMH的检测带来了革命性的突破。

MOF-on-MOF技术简介

金属-有机框架（MOFs）是一类具有高比表面积、可调节孔隙结构和优异化学稳定性的多孔材料。近年来，MOFs在能源存储、催化、传感等领域展现出巨大的应用潜力。MOF-on-MOF技术通过将两种不同的MOF材料进行复合，形成具有独特结构和功能的复合材料。在本研究中，研究者首次采用内部扩展生长方法（IEGM），成功制备了MIL-88B@UiO66NH₂复合材料。该材料以UiO66NH₂为核心，MIL-88B为外壳，形成了一种三维核壳结构。

传感器的构建与性能

研究者将MIL-88B@UiO66NH₂复合材料应用于电化学传感器的构建。通过在丝网印刷碳电极（SPCE）上修饰MIL-88B@UiO66NH₂，再依次固定醛基、AMH抗体和牛血清白蛋白（BSA），最终构建了一种用于AMH检测的电化学免疫传感器。该传感器在PBS缓冲液和10%血清缓冲液中均表现出优异的性能。电化学阻抗谱（EIS）结果显示，该传感器对AMH的检测范围为100 ng/mL至1 fg/mL，检测限（LOD）分别为1.07 fg/mL和0.82 fg/mL，定量限（LOQ）分别为3.25 fg/mL和2.5 fg/mL。这一检测灵敏度远高于传统方法，为AMH的精准检测提供了有力支持。

传感器的优势与应用前景

该MOF-on-MOF电化学传感器具有多种优势。首先，其独特的核壳结构使得传感器具有较高的比表面积和良好的电导率，有利于电子的快速传输和信号的放大，从而提高了检测灵敏度。其次，MIL-88B@UiO66NH₂复合材料的化学稳定性优异，在复杂的生物样品中仍能保持稳定的检测性能，拓宽了其在临床诊断中的应用范围。此外，该传感器的制备过程简单，成本较低，具有良好的可重复性和稳定性，适合大规模生产和应用。未来，该传感器有望在卵巢储备功能评估、卵巢疾病早期诊断以及个性化医疗等领域发挥重要作用。

研究的创新点与意义

本研究的创新之处在于首次将IEGM方法应用于MOF-on-MOF复合材料的制备，并成功将其应用于AMH的电化学检测。这一创新不仅拓展了MOF材料在生物传感领域的应用范围，也为其他生物标志物的检测提供了新的思路和方法。此外，该研究还为MOF材料的结构设计和功能调控提供了重要的理论依据和技术支持，推动了MOF材料在生物医学领域的进一步发展。

结论

综上所述，Fang等人的研究为AMH的检测提供了一种高效、灵敏、稳定的电化学传感器。该传感器基于MOF-on-MOF复合材料的独特结构和优异性能，突破了传统检测方法的局限，为临床诊断和疾病监测带来了新的希望。随着MOF材料研究的不断深入和技术的不断进步，相信未来将有更多的创新成果应用于生物传感领域，为人类健康保驾护航。

图1. (a) NH₂-UiO-66和(b) MIL-88B的HRFE-SEM图像。(c) NH₂-UiO66和(d) MIL-88B的TEM图像、(e-g) HRFE-SEM、(h) TEM和(i) NH₂-UiO66@MIL-88B的EDS映射图像。

图 2. (a) UiO-66-NH₂（红线）、MIL-88B（蓝线）和MIL88B@UiO66NH₂（黑线）的XRD图案。(b) UiO-66NH₂（红线）、MIL-88B（蓝线）和MIL88B@UiO66NH₂（黑线）的FT-IR光谱。(c) MIL88B@UiO66NH₂的N₂吸附-解吸等温线图和(d) BJH 孔径分布。