多重耐药菌（MDRB）每年导致全球约70万人死亡，预计2050年相关死亡人数将超1000万，严重威胁公共健康。传统检测方法如培养法耗时数天，PCR技术易受污染且需专业操作，MALDI-TOFMS和SERS等依赖昂贵设备，检测限通常在10²–10⁵CFU/mL，难以满足低浓度快速检测需求。

适体作为分子识别元件，具稳定性高、功能化简单等优势，但单一适体在复杂基质中亲和力有限。多价适体通过增强靶标结合力提升检测灵敏度，如DNA编程的多价适体支架可显著提高捕获效率。金属-有机框架（MOF）和共价有机框架（COF）因多孔结构和催化活性，在生物传感中潜力显著：MOF可作为纳米酶模拟天然酶活性，COF的荧光特性和硼酸基团可增强底物吸附与细菌亲和力。

本研究结合多价适体与MOF@COF纳米酶，构建双模式检测平台：利用Y型DNA支架制备磁性多价适体（MP@mApt）增强细菌捕获，通过MOF@COF的过氧化物酶活性和荧光特性实现比色/荧光同步检测，解决现有方法灵敏度不足与单模式易误判的问题。

研究内容

图1. MP@mApt的制备与表征

通过Y型DNA支架在磁性颗粒（MP）上组装多价适体，制备MP@mApt。CLSM和UV–vis光谱证实Apt-1和Apt-2成功偶联，zeta电位从−19.2mV降至−38.2mV，磁饱和值30.7emu/g，表明改性未显著影响磁性。

图2.琼脂板上的细菌为原细菌溶液、上清液和细菌/MP复合物。计算了AB和PA的捕获效率。

多价适体对鲍曼不动杆菌（AB）和铜绿假单胞菌（PA）的捕获效率超77%，较单价适体提升50%，70天后仍保留>55%捕获效率，稳定性优异。该多价效应通过减少结合熵罚，增强靶标亲和力，为超灵敏检测奠定基础。

图3. MOF@COF的制备与表征

采用“顺序生长法”合成FeNi-MOF-NH₂@COF（MOF@COF），TEM显示核壳结构，EDS和XPS证实元素分布。FT-IR和PXRD表明COF壳层保留MOF晶体特征，硼酸基团引入使zeta电位从24.2mV降至11.0mV。

图4. MOF@COF的模拟过氧化物酶的催化活性和发光性能

MOF@COF的其过氧化物酶活性在pH5时较FeNi-MOF-NH₂提升2倍，Michaelis-Menten常数显示对底物亲和力更高，OH生成量是FeNi-MOF-NH₂的2倍。荧光强度较纯COF提升2倍，归因于分子内氢键形成的ESIPT结构，且在多种恶劣条件下稳定性优异。

图5. AB和PA双模检测

比色模式下，AB和PA在10²–10⁸CFU/mL呈线性关系，检测限分别为12和10CFU/mL；荧光模式下，线性范围10–10⁸CFU/mL，检测限2和3CFU/mL，较单模式更灵敏。

图6. 双模生物传感平台的特异性和灵敏度

特异性实验显示，对金黄色葡萄球菌等非靶菌信号可忽略，金属离子和蛋白无干扰。双模式通过数据互证降低误判，如AB在两种模式下回收率96.8%–105.0%，RSD<5%，优于单模式策略。

本研究构建的MOF@COF/磁性多价适体双模式平台，通过多价适体高效捕获细菌，结合MOF@COF的催化与荧光特性，实现MDRB超灵敏检测。比色/荧光模式检测限低至2CFU/mL，在生物样本中回收率96.8%–105.0%，具高特异性和稳定性。双模式互证提升结果可靠性，为临床MDRB快速检测提供新策略。未来可通过更换适体拓展至其他病原菌，结合便携式设备实现现场检测，在公共卫生与感染防控中具广阔前景。

原文链接http：s://doi.org/10.1016/j.snb.2024.135719