分享：分析金属有机骨架材料的电化学DNA传感器的应用

摘 要:电化学 DNA 传感器是基于 DNA 探针与目标 DNA 之间碱基互补配对原则构建的传 感器,根据识别元件与目标物结合前后信号变化实现目标物的检测,已成为传统检测方法的有效替 代方法.而金属有机骨架材料(MOFs)具有比表面积大、孔隙率高、孔径可调和热稳定性强等诸多 优点,引起学者的广泛关注,已初步用于电化学 DNA 传感器的构建,并用于肿瘤标志物、抗生素及 重金属等的灵敏、准确检测.为此,综述了电化学 DNA 传感器的 DNA 探针固定方法及信号物质, 重点介绍了基于 MOFs的电化学 DNA 传感器在分析检测领域的应用进展,并对其未来发展方向 进行了展望(引用文献５０篇).

关键词:金属有机骨架材料;电化学 DNA 传感器;分析检测;综述

中图分类号:O６５７．１ 文献标志码:A 文章编号:１００１Ｇ４０２０(２０２２)０９Ｇ１１０９Ｇ０８

核酸、生物分子和金属离子等检测物质的分析 方法包括聚合酶链式反应法[１]、高效液相色谱法[２]、 酶联免疫吸附法[３]等.然而,这些传统方法存在样 品前处理相对繁琐、检测仪器成本高、需要熟练操作 人员等问题,很难实现实时、快速和现场检测[４].

电化学 DNA 传感器是将 DNA 分子作为识别 元件或检测对象,通过换能器将 DNA 分子特异性 识别中产生的敏感信号转化为电化学信号,以此实 现一个或多个目标分子的定性或定量检测[５Ｇ６],具有 灵敏度高、检测成本低、特异性强以及便携性好等诸 多优点,已广泛应用于分析检测领域[７Ｇ８].

电化学 DNA 传感器的性能与界面修饰材料密 切相关.金属有机骨架材料(MOFs)是由金属簇与 有机配体通过配位键形成的一种多孔材料,具有比 表面积大、金 属 活 性 中 心 丰 富 和 易 修 饰 等 诸 多 优 点[９Ｇ１０],已经初步用于电化学 DNA 传感器的构建, 并用于肿瘤标志物、抗生素及重金属等的灵敏、准确检测,引起学者的广泛关注.为此,本工作综述了电 化学 DNA 传感器的 DNA 探针固定方法及信号物 质,重点介绍了基于 MOFs的电化学 DNA 传感器 在分析检测领域的应用进展[１１Ｇ１４].

１ 电化学 DNA传感器的 DNA探针固定方法

１．１ 吸附法

吸附法是通过 DNA 探针中带负电荷磷酸骨架 与带正电荷电极之间的静电作用,将 DNA 探针固 定在电极表面的一种方法[１５],分为直接吸附法与间 接吸附法.直接吸附法是将一定量捕获探针滴加在 修饰电极表面,直接经物理作用吸附[１６];间接吸附 法是在一定电压下通过计时电流法将 DNA 探针固 定在电极表面[２].吸附法简单灵活,易操作,无需任 何修饰,对 DNA 探针损伤小,电极可重复使用,但 是吸附法也存在 DNA 探针固定不牢固的缺陷,这 会使 DNA 探针在高盐溶 液 中 容 易 从 电 极 表 面 脱 落,因此采用该方法时对检测环境的要求较高[１７].

１．２ 共价键合法

共价键合法是通过 DNA 探针的功能基团(如 氨基、磷酸基)与电极表面修饰的功能基团(如氨基、 羧基、羟基)之间的共价结合,将 DNA 探针固定在 电极表面的一种方法[１８].ARIFFIN 等[１９]采用金纳米粒子(AuNPs)修饰丝网印刷电极(SPE)表面,然 后将氨基化空心二氧化硅球沉积到 AuNPs修饰的 SPE(AuNPs/SPE)表面,利用戊二醛连接 DNA 探 针,再用磷酸钾缓冲液冲洗,以去除未共价结合的 DNA 探针.与吸附法相比,共价键合法固定 DNA 探针更加牢固与稳定,有利于提高 DNA 探针的灵 活性,进而提高分子杂交的效率.

１．３ 自组装

自组装是利用电极表面的修饰物与 DNA 探针 之间形成的热力学稳定、高度有序的单层分子膜将 DNA 探针固定在电极表面的一种方法[２０].自组装 主要有两种情况:一是利用含有氨基、羟基等活性基 团的硫化物、二硫化物在金电极或金修饰电极表面 形成自组装膜,再将 DNA 探针固定在电极表面,如 SU 等[２１]将硫醇化 DNA 探针固定在 AuNPs＠二硫 化钼(MoS２)薄膜修饰的电极表面,用于捕获目标分 子 miRNAＧ２１(miRNA 为微小 RNA),构建了基于 AuNPs＠MoS２ 复合材料的电化学 DNA 传感器;二 是对 DNA 探针进行修饰,使之携带巯基(－SH)或 硫原子,再将修饰后的 DNA 探针自组装在金电极 表面,如 MA 等[２２]将－SH 修饰的 DNA 探针通过 自组装形成单分子膜(SAM),用 MOFs的骨架结构 保护 DNA SAM,使 用 单 链 DNA(ssDNA)、双 链 DNA(dsDNA)、发 夹 DNA 和 四 面 体 纳 米 结 构 DNA 等 不 同 的 DNA 探 针 构 建 了 相 应 的 电 化 学 DNA 传感器.自组装 SAM 可以使电极表面形成 结构紧密、组织完整的分子层,DNA 探针紧密结合 在电极 表 面,稳 定 性 和 结 合 力 更 强,进 而 可 以 使 DNA 探针与目标识别物牢固结合.但是自组装方 法存在操作复杂、成本较高等不足.

２ 电化学 DNA传感器的信号物质

２．１ 亚甲基蓝

亚甲基蓝(MB),化学式为 C１６H１８ClN３S,是一 类带有 芳 香 杂 环 结 构 的 物 质,可 以 特 异 性 识 别 ssDNA 或 dsDNA. 许 永 强[２３] 将 ５′ＧSH 修 饰 的 ssDNA固定在金电极上,以 MB 作为杂交指示剂, 构建电化学 DNA 传感器来特异性检测碱基错配的 ssDNA.王存等[２４]将 MB 封装在生物金属有机骨 架材料(bioＧMOF)中作为信号标签,当目标物含量 持续升高时,电极表面引入的信标复合物 AuNPsＧ MB＠bioＧMOF数量增加,信号响应值增大.BAO 等[２５]将 MB 嵌 入 氨 基 功 能 化 的 MOFs(UiOＧ６６ＧNH２)孔内,通过酰胺反应连接可编程组装的锁定 DNA(LＧDNA),并以其作为信号标签,当目标物存 在时,触 发 缺 口 内 切 酶,导 致 产 生 两 条 链 (S１ 与 S２),S１ 与 S２ 作 为 刺 激 物 可 以 参 与 MB＠DNA/ MOFs上的链置换反应,使 LＧDNA 发夹结构打开 以释放 MB,再加入LＧDNA 的互补链使S１与S２重 新游离到反应体系中以实现信号放大.

２．２ 二茂铁

二茂铁(Fc),化学式为 Fe(C５H５)２,属于金属 有机配合物,其化学性质稳定、热稳定性高,在构建 电化学传感器过程中常被用作 信 号 物 质.SHEN 等[２６]采用Fc和CuＧMOFs同时作为信号物质,并借 助phi２９DNA 聚合酶和切口核酸内切酶进行二次 循环,大量捕获的探针降低了 Fc的原始信号,但发 夹探针３/AuNPs/CuＧMOFs信号探针与捕获探针 杂交后 CuＧMOFs的信号逐渐增强,因此通过测量 CuＧMOFs和 Fc的峰值电流比构建了一种灵敏、高 效的比率电化学方法来检测脂多糖.DENG 等[２７] 将 Fc标记的信号探针和 MB修饰的内参比探针结 合在一个发夹结构的 DNA 上,开发了一种基于双 信号修饰的发夹结构 DNA 比率探针,实现了对黏 蛋白的高效检测.

２．３ 硫堇

硫堇,分子式为 C１４H１３N３O２S,是一种吩噻嗪 类染料,由于稳定性好、电子转移能力强,常被用作 信号物质.YU 等[２８]以聚乙烯亚胺作为黏结剂,将 硫堇与 CeＧMOFs相结合,CeＧMOFs可以电催化硫 堇,在凝血酶存在情况下,CeＧMOFs对硫堇的电催 化能力进一步增强,从而增强电流,基于此构建了一 种可以检测凝血酶的电化学 DNA 传感器.WANG 等[２９]基于 Co/FeＧMOFs复合物可以电催化硫堇放 大电化学信号的特点,构建了一种检测赭曲霉毒素 A 的电化学 DNA 传感器.

３ 基于 MOFs的电化学 DNA传感器在分析 检测领域的应用

电化学 DNA 传感器界面材料的选择直接影响 检测的灵敏度及稳定性.MOFs具有孔隙率高、比 表面积大、孔径可调、热稳定性强、催化性能好、易功 能化等诸多优点,其特殊的结构和性质使 MOFs比 常规材料更具有优势.在构建电化学 DNA 传感器 过程中,MOFs的多孔结构、大的比表面积可以使 DNA 探针牢固地固定在电极表面,避免 DNA 探针 受外界环境因素的影响[３０].MOFs作为一种催化材料,可以间接电催化硫堇、MB、Fc等信号物质,进 而放 大 检 测 信 号. 因 此,基 于 MOFs 的 电 化 学 DNA 传感器广泛用于肿瘤标志物、抗生素以及重金 属的灵敏、准确检测.

３．１ 肿瘤标志物的检测

３．１．１ 端粒酶

端粒酶是一种由 DNA 与蛋白质组成的核糖核 蛋白复合体,是乳腺癌、卵巢癌、胃癌等多种肿瘤的 生物标志物[３１Ｇ３２].

DONG 等[３３]将 MB 标记的发夹 DNA 与端粒 酶引 物 (TP)形 成 的 复 合 物 (MBＧHPsＧTP)通 过 Au－S键固定在电极表面,当反应体系中存在端粒 酶和脱氧核糖核苷三磷酸复合物时,发夹 DNA 打 开,MB远离电极表面使产生的电流降低,随后向反 应体 系 中 加 入 Au＠CeMOFsＧcDNA,互 补 DNA (cDNA)能与 TP 的延伸段杂交固定在电极表面, Au＠CeMOFsＧcDNA 可以电催化对苯二酚(HQ), 从而产生 HQ 的氧化峰.基于此,构建了一种比率 电化学 DNA 生物传感器,实现了端粒酶的检测,线 性范围为２×１０２ ~２×１０６cells??mL－１,检出限为 ２７cells??mL－１.

WANG 等[３４]在 PCNＧ２２４(一种 MOFs)上原位 修饰银纳米粒子(AgNPs)形成 AgNPs/PCNＧ２２４, 然后采用链霉亲和素(SA)的识别部分对 AgNPs/ PCNＧ２２４进行生物功能化修饰,并设计了一种含有 SA 适配体的发夹结构 DNA 以用于信号转导.当 端粒酶存在时,端粒酶可以拉长发夹结构 DNA 中 的引物以取代部分茎链,从而导致发夹结构 DNA 中的SA 适配体形成开放结构.由于与核酸适配体 的特异性相互作用,含有 SA 识别部分的 AgNPs/ PCNＧ２２４会与发夹结构 DNA 中开放的 SA 适配体 结 合 附 着 在 电 极 表 面,AgNPs/PCNＧ２２４ 中 的 AgNPs在０．０７２V 处产生电化学信号,进而实现了 端粒 酶 的 检 测,线 性 范 围 为 １．０×１０－７ ~１．０× １０－１IU??L－１,检出限为５．４×１０－８IU??L－１.

３．１．２ miRNAＧ２１和 miRNAＧ１２６

miRNA 是一种长度为１９~３９kb的内源性非 编码 RNA.目 前 为 止,miRNAＧ２１ 与 miRNAＧ１２６ 是研究较多的 miRNA,二者可以作为膀胱癌、直肠 癌、肺癌等多种恶性肿瘤的生物标志物[３５Ｇ３６].

MA 等[３７]制备了含有硫堇的 MOFs衍生的FeＧ NＧCＧ硫堇以及 Fe３O４＠AuNPs,并将二者依次修饰 在磁性 玻 碳 电 极 表 面,此 时 FeＧNＧC 与 Fe３O４ ＠AuNPs共同催化硫堇的电还原过程可产生一个原 始电流;再通过 Au－S键将－SH 功能化的发夹探 针 １ 固 定 在 AuNPs＠ Fe３O４ 表 面,然 后 滴 加 miRNAＧ２１,当 miRNAＧ２１存在时,会触发催化发夹 组装反应,进而提高传感器的灵敏度;然后再滴加导 电性差的SiO２ 纳米球修饰的发夹探针２,此时SiO２ 的存在会使原始电流降低.基于 miRNAＧ２１ 的浓 度与信 号 电 流 差 值 之 间 的 良 好 线 性 关 系 实 现 了 miRNAＧ２１的 检 测,线 性 范 围 为 １fmol??L－１ ~ １０nmol??L－１,检出限为０．６３fmol??L－１.

HU 等[３８] 制 备 了 一 种 新 型 双 金 属 MOFs (CoNiＧMOFs),然后通过氢键、πＧπ堆叠和范德华力 的联合作用,将与 miRNAＧ１２６碱基互补的 DNA 探 针牢固固定在 CoNiＧMOFs上.由于 DNA 探针可 以与 miRNAＧ１２６ 的 碱 基 互 补 结 合,进 而 实 现 了 miRNAＧ１２６的 灵 敏 检 测,线 性 范 围 为 １fmol?? L－１~１０nmol??L－１,检出限低至０．１４fmol??L－１.

３．１．３ 癌胚抗原

癌胚抗原(CEA)是一种膜结合糖蛋白,与疾病 复发风险增加和患者预后不良有关,是肺癌、乳腺癌 等多种恶性肿瘤的生物标志物[３９].

LI等[４０]将制备了含有多巴胺(PDA)、AuNPs 的八 面 体 FeＧMOFs 复 合 材 料 (PDA＠ Au＠FeＧ MOFs),通过１Ｇ[３Ｇ(二甲氨基)丙基]Ｇ３Ｇ乙基碳二亚 胺盐酸盐和 NＧ羟基琥珀酰亚胺偶联剂活化 PDA＠ Au＠FeＧMOFs 中 的 羧 基 (－ COOH). 丰 富 的 －COOH在多孔 PDA＠Au＠FeＧMOFs表面可以 链接更多氨基化修饰的适配体,进而可以氧化还原 PDA,并加速电子转移以实现双重信号放大.基于 PDA＠ Au＠FeＧMOFs 复 合 材 料 构 建 了 电 化 学 DNA 传 感 器 以 用 于 CEA 的 检 测,线 性 范 围 为 １fg??mL－１ ~１μg??mL－１,检 出 限 为 ０．３３fg?? mL－１.

３．２ 抗生素的检测

３．２．１ 土霉素和卡那霉素

CHEN 等[４１]采用 UiOＧ６６ＧNH２ 包裹金属离子 (Cd２＋ 或 Pb２＋ ),并通过 Cd２＋ 或 Pb２＋ 与适配体之间 形成 的 金 属 离 子 ＠ 氨 基 配 位 键 将 适 配 体 固 定 在 UiOＧ６６ＧNH２ 上,同 时 在 磁 珠 上 固 定 抗 单 链 抗 体 (antiＧssDNA,作为分离抗体),当反应体系中出现 目标物时,antiＧssDNA 与 目 标 物 竞 争 性 结 合 适 配 体,使适配体从磁珠上分离.此外,核酸外切酶水解 适配体使目标物重新游离到反应体系中,使信号放大,实现了土霉素和卡那霉素的同时检测,线性范围 为０．５pmol??L－１~５０nmol??L－１,检出限分别为 ０．１８pmol??L－１和０．１５pmol??L－１.

３．２．２ 氯霉素

WANG 等[４２]制 备 了 中 空 纳 米 盒 (PtPd＠NiＧ CoHNBs)与二烯丙基二甲基氯化铵功能化石墨烯 (PDDAＧGr)的 复 合 材 料 (PDDAＧGr/PtPd＠ NiＧ CoHNBs),然后通过 Pt－S键、Pd－S键在 PDDAＧ Gr/PtPd＠ NiＧCoHNBs 上 固 定 DNA 链,并 采 用 UiOＧ６６封装 MB链接捕获 DNA 作为捕获探针,在 ExoIII辅 助 循 环 扩 增 策 略 下,当 氯 霉 素 存 在 时, dsDNA解离,互补链释放,基于适配体和氯霉素之 间的高亲和力,互补链结合到发夹 DNA 末端形成 另一种dsDNA 结构,触发新的循环,导致最终样本 中出现触发 DNA 与捕获探针杂交,实现信号放大. 基于此,开发了一种电化学 DNA 传感器,用于氯霉 素的 灵 敏 检 测,线 性 范 围 为 １０fmol?? L－１ ~ １０nmol??L－１,检出限为０．９８５fmol??L－１.

３．２．３ 博来霉素

HE 等[４３]制 备 了 UiOＧ６６ＧNH２,并 利 用 UiOＧ ６６ＧNH２ 修饰电极表面.通过酰胺反应将磁珠与末 端修饰FcＧDNAs信号探针的发夹探针２相结合,当 Fe２＋ 存在时,Fe２＋ 会与博来霉素结合形成“博来霉 素ＧFe(Ⅱ)”复合物,进而可以切割发夹探针１来释 放触发序列,触发序列在反应体系中能激活 Zn２＋ 依 赖性脱 氧 核 糖 核 酸 酶 (DNAzyme),从 而 使 大 量 FcＧDNAs信号探针从磁珠上固定的发夹探针２中释 放出来,释放的 FcＧDNAs吸附在 UiOＧ６６ＧNH２ 修 饰的电极表面以放大电信号.基于此,构建了一种 灵敏的电化学 DNA 传感器并用于测定博来霉素, 线性 范 围 为 ５~２ ０００ pmol?? L－１,检 出 限 为 ４pmol??L－１.

３．３ 重金属离子的检测

３．３．１ Hg ２＋

ZHANG 等[４４]将 AuNPs修饰到电极表面并通 过 Au－S 键将 DNA２ 固定至其表面,再采用 CuＧ MOFs负载 AuNPs复合物(CuＧMOFs/Au),通 过 Au－S 键 对 DNA１ 进 行 标 记 以 形 成 DNA１/CuＧ MOFs/Au,并 作 为 信 号 探 针. 当 Hg ２＋ 存 在 时, Hg ２＋ 会激活发夹 DNA２,并通过 TＧHg ２＋ＧT 配位化 学键在 DNA１和 DNA２之间形成 TＧT 错配,进而 构建了一 种 灵 敏 地 检 测 乳 制 品 中 Hg ２＋ 的 电 化 学 DNA 传 感 器,线 性 范 围 为 １０ fmol?? L－１ ~１００nmol??L－１,检出限为４．８fmol??L－１.

３．３．２ Pb２＋

YU 等[４５]采用还原氧化石墨烯Ｇ四亚乙基戊胺Ｇ AuNPs(rGOＧTEPAＧAu)复合材料修饰电极,再通 过 AuＧNH２ 将SA 固定在rGOＧTEPAＧAu表面,然 后滴加生物素标记的底物 DNA 链和 Pb２＋Ｇ特异性 DNAzyme,在 Pb２＋ 的 存 在 下,Pb２＋Ｇ特 异 性 DNAzyme激活切割底物 DNA 链,从 而 产 生 新 的 ssDNA.同时制备了铂、钯掺杂的铁Ｇ有机骨架材料 (PdＧPtNPs＠FeＧMOFs)作为电催化剂,并将巯基化 的发 夹 DNA(HP)通 过 共 价 键 合 法 固 定 在 PdＧ PtNPs＠FeＧMOFs上,然后利用 HP 与 ssDNA 的 互补链杂交将 PdＧPtNPs＠FeＧMOFs结合到电极表 面催化 H２O２ 以实现信号放大.基于此,构建了间 接检测水样中 Pb２＋ 的电化学 DNA 传感器,线性范 围为０．００５~１０００nmol??L－１,检出限为２pmol?? L－１.

３．４ 其他物质的检测

３．４．１ 凝血酶

XIE等[４６]将 MoS２ 与１Ｇ胺丙基Ｇ３Ｇ甲基咪唑氯 盐(ILＧNH２)修饰的 AuNPs(AuNPs＠ILＧMoS２)复 合材料作为电极修饰材料,然后通过 Au－S键将硫 醇 化 适 配 体 的 三 维 支 架 DNA 纳 米 四 面 体 (３DNTH)固定在 AuNPs＠ILＧMoS２ 表面,随后依 次加入凝 血 酶、通 过 EDC 和 NHS 功 能 化 修 饰 的 AuNPs＠FeＧMILＧ８８(MIL代表莱瓦希尔骨架材料, 是一类 MOFs)结合cDNA 而形成的 AuNPs＠FeＧ MILＧ８８＠cDNA,并作为信号探针,３DNTH 中的适 配体、AuNPs＠FeＧMILＧ８８＠cDNA 的cDNA 与凝 血酶 特 异 性 结 合,检 测 底 液 中 [Fe(CN)６ ]３－/４－ ([Fe(CN)６]３－ 与[Fe(CN)６]４－ 的混合物)的信号并 使之保持稳定,而 AuNPs＠FeＧMILＧ８８＠cDNA 的 信号则随凝血酶浓度的升高而增强.基于此,构建 了比率电化学 DNA 传感器,实现了凝血酶的检测, 线性范 围 为 ０．２９８~２９．８pmol??L－１,检 出 限 为 ５９．６fmol??L－１.

３．４．２ 脱氧雪腐镰刀菌烯醇

WEN 等[４７]通过三水硝酸铜和聚乙烯吡咯烷酮 制备了多功能氮掺杂的铜 金 属 有 机 骨 架 材 料 (NＧ CuＧMOF),该材料不仅可以作为信号探针,还可以 通过氨基与 Cu的相互作用将脱氧雪腐镰刀菌烯醇 的适配体固定在 NＧCuＧMOF表面.基于此,建立了 一种用于快速、灵敏测定脱氧雪腐镰刀菌烯醇的简易电化学 DNA 传感器,线性范围为０．０２~２０ng?? mL－１,检出限为０．００８ng??mL－１.

３．４．３ 赭曲霉毒素 A

QIU 等[４８]采 用 溶 剂 热 法 合 成 UiOＧ６６,通 过 Au－S键将硫代化支撑序列(TSS)固定在金电极表 面,再利用Zr４＋ 与磷酸盐基团(－PO４ ３－ )的特异协 同作用,将赭曲霉毒素 A 的适配体与 TSS进行杂 交,通过ZrＧOＧP配位键将高稳定的 UiOＧ６６原位移 植到赭曲霉毒素 A 适配 体 的 末 端.随 后,ZrＧOＧP 配位键将大量带有－PO４ ３－ 的 MB标记探针组装在 UiOＧ６６表面,产生强烈电化学响应,当赭曲霉毒素 A 存在时,它可以与 TSS 竞争性结合,使 UiOＧ６６ 封装的５′ＧPO４ ３－ 与３′ＧMB 双标记序列从传感器表 面分离,从而降低电化学信号.基于此,建立了一个 快速、灵敏检测赭曲霉毒素 A 的电化学 DNA 传感 器,线性范围为０．１fmol??L－１~２．０μmol??L－１,检 出限为０．０７９fmol??L－１.

３．４．４ mecA 和nuc基因

DAI等[４９]合成了双金属沸石咪唑骨架衍生的 氮掺杂多孔碳以及 UiOＧ６６ＧNH２,并将二者依次滴 加在玻碳电极表面,再通过酰胺键将羧基化靶ssDＧ NA 偶联到 UiOＧ６６ＧNH２ 纳米载体上,并将 MB 和 表柔比星(EP)分别封装在 UiOＧ６６ＧNH２ 的孔内,然 后加入对应靶ssDNA 的互补链,形成dsDNA 以包 封住 MB和 EP,当两个目标 DNA 都存在时,mecA 和nuc基因与相应cDNA 完全杂交使 MB和 EP被 释放,产生两个电流.基于此,构建了一种可以同时 检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌中的 mecA 和nuc 基因的 电 化 学 DNA 传 感 器,线 性 范 围 均 为 ５× １０－１５ ~ １ × １０ －１０ mol?? L－１,检 出 限 分 别 为 ３．７fmol??L－１和１．６fmol??L－１.

３．４．５ 香兰素

SUN 等[５０]利用多孔结构超导电炭黑/Fc双掺 MOFs(FcＧKB/ZIFＧ８)修 饰 电 极,再 原 位 电 沉 积 AuNPs,并通过 Au－S键将香兰素５′ＧSH 修饰的适 配体固定在 FcＧKB/ZIFＧ８＠AuNPs上.当香兰素 存在时,香兰素可以与适配体结合,使其峰值电流 (IVan,作为响应信号)强度增加,ZIFＧ８掺入的 Fc峰 值电流(IFc,作为参考信号)强度略有变化.基 于 IVan/IFc的比率响应构建了比率电化学适配体传感 器,用于检测香兰素,线性范围为１０nmol??L－１ ~ ０．２mmol??L－１,检出限为３nmol??L－１.

４ 总结与展望

本工作综述了基于 MOFs的电化学 DNA 传感 器在分析检测各领域的应用进展,低成本、便携、宽 线性范围等优点使之成为传统分析检测各领域方法 的有效替代方法.未来基于 MOFs的电化学 DNA 传感器在分析检测领域应侧重以下几个方面:电化 学 DNA 传感器的检测分析在准确度和灵敏度方面 目前仍然存在挑战,应致力于研究 MOFs复合材料 修饰于传感平台或信号放大策略,进而提高检测灵 敏度,降低检出限;不断提高 MOFs的耐酸碱、热腐 蚀能力,合理优化 MOFs孔径设计,并与其他通信 技术相结合,如打造可移动传感器,可以通过平板电 脑和智能手机等通信工具与电化学传感器相组合来 构建;注重发挥 MOFs的优势,可与电化学 DNA 传 感器结合制作出大批量成本低、便捷、灵敏度高、实 用性高的传感器;电化学 DNA 技术与聚合酶链式 反应、气相色谱等技术相结合,将应用范围拓宽至活 体和在线实时分析等领域.综上所述,结构的高可 变性 及 其 可 用 于 DNA 传 感 器 构 建 的 易 用 性 使 MOFs可以在分析检测领域中广泛应用.

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<文章来源 > 材料与测试网 > 期刊论文 > 理化检验－化学分册 > 58卷 > 9期 (pp:1109-1116)>