【为什么表面积对ds积分】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传感器是根据DNA探针与大象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的变化检测目标已成为传统检测方法的有效替代方案。金属有机骨架材料(MOFs)的优点是比表面积大，洞高，孔径可控，热稳定性强。引起学者的广泛关注，初步用于电化学DNA传感器的建设，并用于肿瘤标志物、抗生素、重金属等敏感准确的检测。为此，综述了电化学DNA传感器的DNA探针固定方法和信号物质，重点介绍了基于MOFs的电化学DNA传感器在分析测试领域的应用进展，并展望了今后的发展方向(见文献50篇)

关键词：金属有机骨架材料；电化学DNA传感器；分析测试综述

中间图片分类编号：O657.1文献标识代码：A文章编号33601001G4020 (2022) 09G1109G08

分析核酸、生物分子、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]

电化学DNA传感器利用DNA分子作为识别因子或检测对象，通过转换器将DNA分子特异性识别产生的敏感信号转换为电化学信号，实现一个或多个大象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、便携性好等诸多优点，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)是金属簇和有机配体通过配位键形成的多孔材料，具有表面积大、金属活动中心丰富、易于修饰等诸多优点[9G10]，已初步用于电化学DNA传感器的建设。用于肿瘤标志物、抗生素、重金属等敏感准确的检测，引起了学者们的广泛关注。为此，本工作综述了电化学DNA传感器的DNA探针固定方法和信号物质，重点介绍了基于MOFs的电化学DNA传感器在分析和检测领域的应用进展[11G 14]。

1电化学DNA传感器DNA探针固定方法

1.1吸附法

吸附法是DNA探针中通过负电荷磷酸骨架和正电荷电极之间的静电作用将DNA探针固定在电极表面的方法[15]，分为直接吸附法和间接吸附法。直接吸附法将一定量的捕获探针滴在修饰电极表面，通过物理作用[16]；间接吸附法是在一定电压下通过定时电流法将DNA探针固定在电极表面[2]。吸附法简单灵活，操作方便，无需任何修改，对DNA探针损伤小，电极可重复使用，但吸附法中也存在DNA探针不固定的缺陷，DNA探针在高盐溶液中容易从电极表面逸出。

1.2共价键法

共价键法是DNA探针的功能团(如氨基、磷酸基)和电极表面修饰功能团(如氨基、羧基、羟基)之间的共价键，用于将DNA探针固定在电极表面的方法[18]。采用Ariffin等[19]金纳米粒子，然后将氨基空心硅球沉积在AuNPs修饰的SPE(AuNPs/SPE)表面，用戊二醛连接DNA探针，用磷酸钾缓冲剂冲洗，去除非共价结合DNA探针。共价法比吸附法更牢固可靠地固定DNA探针，有助于提高DNA。

1.3自行组装

自组装是利用电极表面的水晶物和DNA探针之间形成的热力学稳定性、高度有序的单分子膜将DNA探针固定在电极表面的方法[20]。自组装主要利用氨基、羟基等含有活性基团的硫化物、二硫化物在金电极或金修饰电极表面形成自组装膜，然后将DNA探针固定在电极表面。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，捕获大象分子miRNAG21(miRNA为微RNA)，并基于AuNPs@MoS2复合材料构建了电化学DNA传感器。二是修饰DNA探针，携带巯基(-SH)或硫原子，将修饰后的DNA探针组装到MA等[22]等金电极表面，通过自我组装-SH修饰DNA探针形成单分子膜(SAM)，用MOFs的骨架结构保护DNA。利用单链DNA(ssDNA)、双链DNA(dsDNA)、发夹DNA、四面体纳米结构DNA等多种DNA探针构建了相应的电化学DNA传感器。自组装SAM可以使电极表面成为坚硬、有组织的分子层。DNA探针与电极表面紧密结合，稳定性和结合力很强，可以牢固地结合DNA探针和目标识别物。但是，自组装方法操作复杂，成本高。

2电化学DNA传感器信号物质

2.1亚甲基蓝

亚甲基蓝(MB)，化学式为C16H18ClN3S，是一种频带

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.

参考文献:

[１] ZHOU N,SUFF,GUOCP,etal．TwoＧdimensional orientedgrowthofZnＧMOFＧonＧZrＧMOFarchitecture: Ahighlysensitiveandselectiveplatformfordetecting cancer markers[J]．Biosensors and Bioelectronics, ２０１９,１２３:５１Ｇ５８．

[２] AYDOˇGDUTIˇG G,KOYUNCUZD,ZEYBEKB,et al．InteractionofprednisonewithdsDNAatsilvernanＧ oparticles/poly(glyoxalＧbis(２Ｇhydroxyanil))/dsDNA modifiedelectrodeanditsanalyticalapplication[J]． Bioelectrochemistry,２０１９,１２６:５６Ｇ６３．

[３] ARYASK,ESTRELA P．Recentadvancesin enＧ hancementstrategiesforelectrochemicalELISAＧbased immunoassaysforcancerbiomarkerdetection[J]．SenＧ sors,２０１８,１８(７):２０１０Ｇ２０２０．

[４] LINGPH,LEIJP,ZHANGL,etal．PorphyrinＧenＧ capsulatedmetalＧorganicframeworksasmimeticcataＧ lystsforelectrochemicalDNA sensingviaallosteric switchofhairpin DNA [J]．Analytical Chemistry, ２０１５,８７(７):３９５７Ｇ３９６３．

[５] Lü M M,FANSF,WANGQL,etal．AnenzymeＧ freeelectrochemicalsandwichDNAassaybasedonthe useofhybridizationchainreactionandgoldnanopartiＧ cles:ApplicationtothedeterminationoftheDNAofHelicobacterpylori[J]．MikrochimicaActa,２０１９,１８７ (１):７３Ｇ８３．

[６] LOW KF,ZAINZ M,YEANCY．AsignalＧampliＧ fiedelectrochemicalDNAbiosensorincorporatedwith acolorimetricinternalcontrolforVibriocholeraedeＧ tectionusingshelfＧreadyreagents[J]．Biosensorsand Bioelectronics,２０１７,８７:２５６Ｇ２６３．

[７] GONGQJ,WANG Y D,YANG H Y．Asensitive impedimetricDNAbiosensorforthedeterminationof the HIV gene based on grapheneＧNafion composite film[J]．BiosensorsandBioelectronics,２０１７,８９:５６５Ｇ ５６９．

[８] WUXJ,HANST,YANGY,etal．Decreasedbrain GABAlevelsinpatientswith migrainewithoutaura: AnexploratoryprotonmagneticresonancespectroscoＧ pystudy[J]．Neuroscience,２０２２,４８８:１０Ｇ１９．

[９] NING W Y,DIZH,YU YJ,etal．ImpartingdesigＧ ner biorecognition functionality to metalＧorganic frameworksbya DNAＧmediatedsurfaceengineering strategy[J]．Small,２０１８,１４(１１):３８１２Ｇ３８２０．

[１０] EVTUGYN G,BELYAKOVAS,PORFIREVA A, etal．Electrochemicalaptasensorsbasedon hybrid metalＧorganicframeworks[J]．Sensors,２０２０,２０ (２３):６９６３Ｇ６９９６．

[１１] LINGPH,LEIJP,JIAL,etal．PlatinumnanopＧ articlesencapsulated metalＧorganicframeworksfor theelectrochemicaldetection oftelomeraseactivity [J]．ChemicalCommunications,２０１６,５２(６):１２２６Ｇ １２２９．

[１２] SHEN WJ,ZHUO Y,CHAIY Q,etal．CeＧbased metalＧorganicframeworksandDNAzymeＧassistedreＧ cyclingasdualsignalamplifiersforsensitiveelectroＧ chemicaldetectionoflipopolysaccharide[J]．BiosenＧ sorsandBioelectronics,２０１６,８３:２８７Ｇ２９２．

[１３] WANG M H,HU M Y,LIZZ,etal．Construction ofTbＧMOFＧonＧFeＧMOFconjugateasanovelplatＧ formforultrasensitivedetectionofcarbohydrateantiＧ gen１２５andlivingcancercells[J]．Biosensorsand Bioelectronics,２０１９,１４２:５６Ｇ６３．

[１４] 荣胜忠,张慧,邹立娜,等．金属有机骨架复合材料生 物传感器检测肿瘤标志物的应用进展[J]．分析试验 室,２０２１,４０(２):２３３Ｇ２４０．

[１５] CHITICARUEA,PILANL,DAMIANC M,etal． InfluenceofgrapheneoxideconcentrationwhenfabriＧ catinganelectrochemicalbiosensorforDNAdetection [J]．Biosensors,２０１９,９(４):１１３Ｇ１３１．

[１６] CHEN Y H,GUOSL,ZHAO M,etal．AmperoＧ metricDNAbiosensorforMycobacteriumtuberculoＧ sisdetectionusingflowerＧlikecarbonnanotubesＧpolyＧ anilinenanohybridandenzymeＧassistedsignalampliＧ ficationstrategy[J]．Biosensorsand Bioelectronics, ２０１８,１１９:２１５Ｇ２２０．

[１７] CUIMJ,ZHAO Q Y,ZHANG Q,etal．Nitrogen dopedchiralcarbonaceousnanotubeforultrasensitive DNAdirectelectrochemistry,DNAhybridizationand damagestudy[J]．Analytica Chimica Acta,２０１８, １０３８:４１Ｇ５１．

[１８] AIXZ,MA Q,SU XG．MultiplexDNAsensorfor BRAFandBRCAdetection[J]．AnalyticalBiochemisＧ try,２０１３,４３８(１):２２Ｇ２８．

[１９] ARIFFINEY,LEEY H,FUTRAD,etal．AnulＧ trasensitivehollowＧsilicaＧbasedbiosensorforpathoＧ genicEscherichiacoli DNAdetection[J]．Analytical andBioanalyticalChemistry,２０１８,４１０(９):２３６３Ｇ ２３７５．

[２０] DEMIRELG,RZAEVZ,PATIRS,etal．Poly(NＧ isopropylacrylamide)layers on silicon wafers as smartDNAＧsensorplatforms[J]．JournalofNanoＧ scienceandNanotechnology,２００９,９(３):１８６５Ｇ１８７１．

[２１] SUS,CAO W F,LIU W,etal．DualＧmodeelectroＧ chemicalanalysisofmicroRNAＧ２１usinggoldnanopＧ articleＧdecoratedMoS２ nanosheet[J]．Biosensorsand Bioelectronics,２０１７,９４:５５２Ｇ５５９．

[２２] MAJH,CHAIW X,LUJY,etal．CoatingaDNA selfＧassembledmonolayerwithametalorganicframeＧ workＧbased exoskeletonforimprovedsensing perＧ formance[J]．The Analyst,２０１９,１４４(１１):３５３９Ｇ ３５４５．

[２３] 许永强．电化学 DNA 生物传感平台的构建及其应用 [D]．南京:南京邮电大学,２０２０．

[２４] 王存,刘蕃鑫,惠俊敏,等．基于生物金属有机骨架封 装亚甲基 蓝 复 合 材 料 和 信 号 放 大 策 略 高 灵 敏 检 测 microRNAＧ１４１[J]．分 析 化 学,２０２０,４８(９):１１８５Ｇ １１９２．

[２５] BAOT,FURB,WEN W,etal．TargetＧdrivencasＧ cadeＧamplifiedreleaseofloadsfrom DNAＧgatedmetＧ alＧorganicframeworksforelectrochemicaldetectionof cancerbiomarker[J]．ACS Applied Materials & InＧ terfaces,２０２０,１２(２):２０８７Ｇ２０９４．

[２６] SHEN WJ,ZHUO Y,CHAIY Q,etal．CuＧbased metalＧorganicframeworksasacatalysttoconstructa ratiometricelectrochemicalaptasensorforsensitiveliＧ popolysaccharidedetection[J]．AnalyticalChemistry, ２０１５,８７(２２):１１３４５Ｇ１１３５２．

[２７] DENGCY,PIX M,QIANP,etal．HighＧperformＧ anceratiometricelectrochemicalmethodbasedonthecombinationofsignalprobeandinnerreferenceprobe inonehairpinＧstructuredDNA[J]．AnalyticalChemＧ istry,２０１７,８９(１):９６６Ｇ９７３．

[２８] YU H,HANJ,AN SJ,etal．Ce(Ⅲ,Ⅳ)ＧMOF electrocatalystassignalＧamplifyingtagforsensitive electrochemicalaptasensing[J]．BiosensorsandBioＧ electronics,２０１８,１０９:６３Ｇ６９．

[２９] WANGZ,YU H,HANJ,etal．RareCo/FeＧMOFs exhibitinghigh catalyticactivityin electrochemical aptasensorsforultrasensitivedetectionofochratoxin A[J]．ChemicalCommunications,２０１７,５３(７１): ９９２６Ｇ９９２９．

[３０] WU CJ,WANGSF,LUO XL,etal．Adenosine triphosphate responsive metalＧorganic frameworks equippedwithaDNAstructurelockforconstruction ofaratiometricSERSbiosensor[J]．ChemicalComＧ munications,２０２０,５６(９):１４１３Ｇ１４１６．

[３１] DRATWA M,WYSOCZA??SKAB,?ACINAP,et al．TERTＧregulationandrolesincancerformation[J]． FrontiersinImmunology,２０２０,１１:９２９Ｇ９４５．

[３２] ROAKEC M,ARTANDISE．Regulationofhuman telomeraseinhomeostasisanddisease[J]．NatureReＧ viewsMolecularCellBiology,２０２０,２１(７):３８４Ｇ３９７．

[３３] DONGPF,ZHULY,HUANGJ,etal．ElectrocaＧ talysisofcerium metalＧorganicframeworksforratioＧ metricelectrochemicaldetectionoftelomeraseactivity [J]．BiosensorsandBioelectronics,２０１９,１３８:３Ｇ１３．

[３４] WANGY Q,DONGPF,HUANGJ,etal．Direct electrochemistry of silver nanoparticlesＧdecorated metalＧorganic frameworks for telomerase activity sensingviaallostericactivationofanaptamerhairpin [J]．AnalyticaChimicaActa,２０２１,１１８４:３６Ｇ４６．

[３５] BAUTISTAＧSáNCHEZD,ARRIAGAＧCANON C, PEDROZAＧTORRESA,etal．Thepromisingroleof miRＧ２１asacancerbiomarkeranditsimportancein RNAＧbasedtherapeutics[J]．Molecular TherapyＧ NucleicAcids,２０２０,２０:４０９Ｇ４２０．

[３６] HUANG B,WU GZ,PENG C X,etal．miRＧ１２６ regulatestheproliferation,migration,invasion,and apoptosisofnonＧsmalllungcancercellsviaAKT２/ HK２axis[J]．IUBMBLife,２０２１:１Ｇ１０．

[３７] MAXY,QIANK,EJEROMEDOGHENEO,etal． AlabelＧfreeelectrochemicalplatformbasedonathioＧ ninefunctionalized magnetic FeＧNＧC electrocatalyst forthedetectionofmicroRNAＧ２１[J]．TheAnalyst, ２０２１,１４６(１４):４５５７Ｇ４５６５．

[３８] HU M,ZHUL,LIZZ,etal．CoNibimetallicmetＧ alＧorganicframeworkasanefficientbiosensingplatＧ formformiRNA１２６detection[J]．AppliedSurface Science,２０２１,５４２:５８６Ｇ５９７．

[３９] HAO C,ZHANG G Q,ZHANG LJ．Serum CEA levelsin４９differenttypesofcancerandnoncancer diseases[J]．Progress in Molecular Biology and TranslationalScience,２０１９,１６２:２１３Ｇ２２７．

[４０] LIJF,LIUL,AIYJ,etal．SelfＧpolymerizeddopaＧ mineＧdecorated Au NPsand coordinated with FeＧ MOFasadualbindingsitesanddualsignalＧamplifＧ yingelectrochemicalaptasensorforthedetectionof CEA[J]．ACSAppliedMaterials&Interfaces,２０２０, １２(５):５５００Ｇ５５１０．

[４１] CHEN M,GAN N,ZHOU Y,etal．AnelectroＧ chemicalaptasensorformultiplexantibioticsdetection basedonmetalionsdopednanoscaleMOFsassignal tracersand RecJf exonucleaseＧassistedtargetsrecyＧ clingamplification[J]．Talanta,２０１６,１６１:８６７Ｇ８７４．

[４２] WANGSY,HEBS,LIANGY,etal．Exonuclease IIIＧdriven dualＧamplified electrochemicalaptasensor basedonPDDAＧGr/PtPd＠NiＧCohollow nanoboxes forchloramphenicoldetection[J]．ACSAppliedMateＧ rials&Interfaces,２０２１,１３(２２):２６３６２Ｇ２６３７２．

[４３] HEY Q,GAO Y,GU H W,etal．TargetＧinduced activationofDNAzymeforsensitivedetectionofbleoＧ mycinbyusingasimpleMOFＧmodifiedelectrode[J]． BiosensorsandBioelectronics,２０２１,１７８:３０３４Ｇ３０３９．

[４４] ZHANGXN,ZHU M C,JIANGYJ,etal．Simple electrochemicalsensing for mercuryionsin dairy product using optimal Cu２＋Ｇbased metalＧorganic frameworksassignalreporting[J]．JournalofHazＧ ardousMaterials,２０２０,４００:２２２Ｇ２２９．

[４５] YU YJ,YU C,NIU Y Z,etal．Targettriggered cleavageeffectofDNAzyme:RelyingonPdＧPtalloys functionalized FeＧMOFsforamplified detection of Pb２＋ [J]．BiosensorsandBioelectronics,２０１８,１０１: ２９７Ｇ３０３．

[４６] XIEFT,ZHAOXL,CHIKN,etal．FeＧMOFsas signalprobescoupling with DNAtetrahedralnanoＧ structures for construction ofratiometric electroＧ chemicalaptasensor[J]．Analytica Chimica Acta, ２０２０,１１３５:１２３Ｇ１３１．

[４７] WENXY,HUANGQ W,NIEDX,etal．A multiＧ functionalNＧdopedCuＧMOFs(NＧCuＧMOF)nanomaＧ terialＧdrivenelectrochemicalaptasensorforsensitive detectionofdeoxynivalenol[J]．Molecules,２０２１,２６ (８):２２４３Ｇ２２５４．

[４８] QIU W W,GAOF,YANON,etal．SpecificcoordiＧ nation between ZrＧMOF and phosphateＧterminatedDNAcoupledwithstranddisplacementfortheconＧ structionofreusableandultrasensitiveaptasensor[J]． AnalyticalChemistry,２０２０,９２(１６):１１３３２Ｇ１１３４０．

[４９] DAIG,LIZ,LUOFF,etal．SimultaneouselectroＧ chemicaldeterminationofnucand mecA genesfor identificationof methicillinＧresistantStaphylococcus aureususingNＧdopedporouscarbonandDNAＧmodiＧ fiedMOF[J]．MikrochimicaActa,２０２１,１８８(２):３９Ｇ ４８．

[５０] SUN YJ,JIANGX W,JIN H,etal．Ketjenblack/ ferrocene dualＧdoped MOFs and aptamerＧcoupling goldnanoparticlesusedasanovelratiometricelectroＧ chemicalaptasensorforvanillindetection[J]．AnalytiＧ caChimicaActa,２０１９,１０８３:１０１Ｇ１０９．

<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)>