基于Cu-MOFs催化活性的比色传感体系检测多巴胺

基于Cu-MOFs催化活性的比色传感体系检测多巴胺，苗向阳，屠闻文，本文利用Cu-BTC（Cu3(BTC)2(H2O)3）的催化活性构建了(HKUST-1)-PBS-OPD-H2O2比色传感体系，OPD作为颜色指针，HKUST-1催化氧化H2O2，体系呈现出显著地 在生物化学分析领域，对于生物分子特别是神经递质的检测，一直是一个研究热点。多巴胺作为脑内一种重要的神经递质，它的异常变化与多种疾病（如帕金森病、多动症和抑郁症等）有着密切关系。因此，开发出快速、准确检测多巴胺的传感技术对于临床诊断和生物医学研究意义重大。在本文中，苗向阳和屠闻文两位学者提出了一种基于铜基金属有机骨架材料（Cu-MOFs，具体为Cu-BTC，也称为HKUST-1）的催化活性构建的比色传感体系，用于高效检测多巴胺。该研究工作首次报道了此方法，不仅在技术上取得了创新，而且为Cu-MOFs在生物传感领域的应用开辟了新的途径。 研究的核心在于利用Cu-BTC的催化特性，构建了一个以OPD为颜色指示剂的(HKUST-1)-PBS-OPD-H2O2比色传感体系。通过Cu-BTC催化氧化H2O2，触发OPD颜色变化，从而实现多巴胺检测的比色测定。实验发现，在415nm波长处的吸光度与H2O2浓度存在线性关系，且灵敏度高，检出限为1.29毫摩尔/升。这表明，该传感体系对于H2O2具有很好的响应能力。 更为重要的是，该比色传感体系还成功应用于多巴胺的检测，具有两个线性检测范围：0.25至5微摩尔/升和5至25微摩尔/升，检出限低至0.262微摩尔/升。这一结果揭示了该传感体系在生物分子检测中的巨大潜力，因为多巴胺的生理浓度正好位于这两个线性范围内。加之构建该传感平台操作简便、成本低廉，非常适于在实际应用中快速检测多巴胺。 Cu-MOFs作为一种多孔材料，具有极高的比表面积和可调的孔道结构，为催化和传感提供了理想的平台。特别是Cu-BTC，其结构中含有丰富的活性位点，这些活性位点可以促进H2O2的催化氧化反应，并且可以调节反应速率。这种调节性对提高检测的灵敏度和选择性至关重要。在本文中，作者详细论述了Cu-BTC的合成方法、催化机理以及在比色传感体系中的应用，为后续相关研究提供了基础。 此外，本研究的创新之处在于它为Cu-MOFs的催化活性在生物传感领域中的应用提供了新的思路。传统的生物传感技术多依赖于生物识别元素，如酶、抗体或核酸等，但这些元素的稳定性和重复使用性往往受限。而Cu-MOFs作为一种无机材料，不仅稳定性好，而且易于合成和功能化，有望在生物传感器的研发中替代传统元素，实现低成本、高灵敏度和高稳定性的生物传感新策略。 本研究的贡献在于不仅提供了一种用于检测多巴胺的新型比色传感技术，而且展示了Cu-MOFs在生物传感领域的应用潜力。这为未来开发出更多的基于MOFs的新型传感技术，改善疾病早期诊断、药物筛选及环境监测等应用的精确性和便捷性奠定了基础。对于生物医学、临床检测、环境科学等众多领域来说，这项研究无疑具有重要的实际应用价值和深远的研究意义。