由于環(huán)境、社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、社會(huì)安全保障、質(zhì)量控制、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域均提出了更高的要求,因而, 發(fā)展新的分析方法勢(shì)在必行。酶型生物電化學(xué)傳感器由于利用了酶對(duì)于底物的高度專一性識(shí)別的性能,因而具有很高的選擇性,在復(fù)雜樣品的分析(尤其是活體分析)中備受青睞。已發(fā)展的酶型生物電化學(xué)傳感器涉及多個(gè)傳感元件(如電子轉(zhuǎn)移酶介體/電化學(xué)催化劑、酶、輔酶、電子導(dǎo)體等),因此,如何選擇一個(gè)合適的載體,從而使這些傳感元件在電極表面實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的固定,是構(gòu)筑高效的生物電化學(xué)傳感器的關(guān)鍵所在。
作為金屬有機(jī)骨架材料(Metalorganic frameworks, MOFs)的一大類分支,沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic imidazolate frameworks, ZIFs)是由金屬離子與有機(jī)咪唑類橋聯(lián)配體通過(guò)配位自組裝而形成的一類多孔晶體材料。由于ZIFs材料兼具沸石與MOFs的優(yōu)點(diǎn),例如具有多孔性、高比表面積, 以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性等,已被廣泛應(yīng)用于諸如氣體儲(chǔ)存與分離、催化、樣品收集、色譜分離等領(lǐng)域。ZIFs材料獨(dú)特的性質(zhì),決定了其可以作為理想的載體, 固定包括酶和電催化劑在內(nèi)的生物傳感元件以構(gòu)筑生物電化學(xué)傳感器,這是因?yàn)椋海?)ZIFs具有尺寸可調(diào)的孔徑以及大的比表面積,這就使得ZIFs可以通過(guò)物理吸附作用來(lái)固定生物傳感元件;(2)通過(guò)合理設(shè)計(jì)ZIFs材料的官能團(tuán),使之與生物傳感元件存在一定的化學(xué)相互作用,可以進(jìn)一步增強(qiáng)生物傳感元件在ZIFs材料上的固定;(3)ZIFs材料高的化學(xué)穩(wěn)定性,使得其在諸多環(huán)境下均能保持骨架結(jié)構(gòu)不變,從而有利于提高所構(gòu)筑的傳感器的穩(wěn)定性。盡管如此,將ZIFs材料作為載體,用于電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)筑的研究尚未見報(bào)道。
中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的毛蘭群課題組近些年來(lái)針對(duì)活體分析的需要,致力于新型表界面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑,旨在通過(guò)對(duì)于表界面結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計(jì)與調(diào)控,提出并建立活體分析的新原理和新方法。近期,他們利用ZIFs材料的孔道和比表面積的柔軟設(shè)計(jì)性和高的化學(xué)穩(wěn)定性,以脫氫酶葡萄糖傳感器為例,率先開展了將ZIFs材料作為載體來(lái)同時(shí)固定亞甲基綠(MG)及葡萄糖脫氫酶(GDH)的研究,成功建立了基于ZIFs的活體在線電化學(xué)分析新方法。通過(guò)選取5種具有不同孔徑、比表面積及官能團(tuán)的ZIFs材料,在系統(tǒng)考察了材料對(duì)MG和GDH的吸附性能的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)ZIF70[(Zn(Im) 1.13(nIm) 0.87, HIm= imidazole, HnIm=2nitroimidazole]對(duì)于MG和GDH同時(shí)具有優(yōu)良的吸附性能。
由于環(huán)境、社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、社會(huì)安全保障、質(zhì)量控制、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域均提出了更高的要求,因而, 發(fā)展新的分析方法勢(shì)在必行。酶型生物電化學(xué)傳感器由于利用了酶對(duì)于底物的高度專一性識(shí)別的性能,因而具有很高的選擇性,在復(fù)雜樣品的分析(尤其是活體分析)中備受青睞。已發(fā)展的酶型生物電化學(xué)傳感器涉及多個(gè)傳感元件(如電子轉(zhuǎn)移酶介體/電化學(xué)催化劑、酶、輔酶、電子導(dǎo)體等),因此,如何選擇一個(gè)合適的載體,從而使這些傳感元件在電極表面實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的固定,是構(gòu)筑高效的生物電化學(xué)傳感器的關(guān)鍵所在。
作為金屬有機(jī)骨架材料(Metalorganic frameworks, MOFs)的一大類分支,沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic imidazolate frameworks, ZIFs)是由金屬離子與有機(jī)咪唑類橋聯(lián)配體通過(guò)配位自組裝而形成的一類多孔晶體材料。由于ZIFs材料兼具沸石與MOFs的優(yōu)點(diǎn),例如具有多孔性、高比表面積, 以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性等,已被廣泛應(yīng)用于諸如氣體儲(chǔ)存與分離、催化、樣品收集、色譜分離等領(lǐng)域。ZIFs材料獨(dú)特的性質(zhì),決定了其可以作為理想的載體, 固定包括酶和電催化劑在內(nèi)的生物傳感元件以構(gòu)筑生物電化學(xué)傳感器,這是因?yàn)椋海?)ZIFs具有尺寸可調(diào)的孔徑以及大的比表面積,這就使得ZIFs可以通過(guò)物理吸附作用來(lái)固定生物傳感元件;(2)通過(guò)合理設(shè)計(jì)ZIFs材料的官能團(tuán),使之與生物傳感元件存在一定的化學(xué)相互作用,可以進(jìn)一步增強(qiáng)生物傳感元件在ZIFs材料上的固定;(3)ZIFs材料高的化學(xué)穩(wěn)定性,使得其在諸多環(huán)境下均能保持骨架結(jié)構(gòu)不變,從而有利于提高所構(gòu)筑的傳感器的穩(wěn)定性。盡管如此,將ZIFs材料作為載體,用于電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)筑的研究尚未見報(bào)道。
中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的毛蘭群課題組近些年來(lái)針對(duì)活體分析的需要,致力于新型表界面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑,旨在通過(guò)對(duì)于表界面結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計(jì)與調(diào)控,提出并建立活體分析的新原理和新方法。近期,他們利用ZIFs材料的孔道和比表面積的柔軟設(shè)計(jì)性和高的化學(xué)穩(wěn)定性,以脫氫酶葡萄糖傳感器為例,率先開展了將ZIFs材料作為載體來(lái)同時(shí)固定亞甲基綠(MG)及葡萄糖脫氫酶(GDH)的研究,成功建立了基于ZIFs的活體在線電化學(xué)分析新方法。通過(guò)選取5種具有不同孔徑、比表面積及官能團(tuán)的ZIFs材料,在系統(tǒng)考察了材料對(duì)MG和GDH的吸附性能的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)ZIF70[(Zn(Im) 1.13(nIm) 0.87, HIm= imidazole, HnIm=2nitroimidazole]對(duì)于MG和GDH同時(shí)具有優(yōu)良的吸附性能。
由于環(huán)境、社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、社會(huì)安全保障、質(zhì)量控制、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域均提出了更高的要求,因而, 發(fā)展新的分析方法勢(shì)在必行。酶型生物電化學(xué)傳感器由于利用了酶對(duì)于底物的高度專一性識(shí)別的性能,因而具有很高的選擇性,在復(fù)雜樣品的分析(尤其是活體分析)中備受青睞。已發(fā)展的酶型生物電化學(xué)傳感器涉及多個(gè)傳感元件(如電子轉(zhuǎn)移酶介體/電化學(xué)催化劑、酶、輔酶、電子導(dǎo)體等),因此,如何選擇一個(gè)合適的載體,從而使這些傳感元件在電極表面實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的固定,是構(gòu)筑高效的生物電化學(xué)傳感器的關(guān)鍵所在。
作為金屬有機(jī)骨架材料(Metalorganic frameworks, MOFs)的一大類分支,沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic imidazolate frameworks, ZIFs)是由金屬離子與有機(jī)咪唑類橋聯(lián)配體通過(guò)配位自組裝而形成的一類多孔晶體材料。由于ZIFs材料兼具沸石與MOFs的優(yōu)點(diǎn),例如具有多孔性、高比表面積, 以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性等,已被廣泛應(yīng)用于諸如氣體儲(chǔ)存與分離、催化、樣品收集、色譜分離等領(lǐng)域。ZIFs材料獨(dú)特的性質(zhì),決定了其可以作為理想的載體, 固定包括酶和電催化劑在內(nèi)的生物傳感元件以構(gòu)筑生物電化學(xué)傳感器,這是因?yàn)椋海?)ZIFs具有尺寸可調(diào)的孔徑以及大的比表面積,這就使得ZIFs可以通過(guò)物理吸附作用來(lái)固定生物傳感元件;(2)通過(guò)合理設(shè)計(jì)ZIFs材料的官能團(tuán),使之與生物傳感元件存在一定的化學(xué)相互作用,可以進(jìn)一步增強(qiáng)生物傳感元件在ZIFs材料上的固定;(3)ZIFs材料高的化學(xué)穩(wěn)定性,使得其在諸多環(huán)境下均能保持骨架結(jié)構(gòu)不變,從而有利于提高所構(gòu)筑的傳感器的穩(wěn)定性。盡管如此,將ZIFs材料作為載體,用于電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)筑的研究尚未見報(bào)道。
中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的毛蘭群課題組近些年來(lái)針對(duì)活體分析的需要,致力于新型表界面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑,旨在通過(guò)對(duì)于表界面結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計(jì)與調(diào)控,提出并建立活體分析的新原理和新方法。近期,他們利用ZIFs材料的孔道和比表面積的柔軟設(shè)計(jì)性和高的化學(xué)穩(wěn)定性,以脫氫酶葡萄糖傳感器為例,率先開展了將ZIFs材料作為載體來(lái)同時(shí)固定亞甲基綠(MG)及葡萄糖脫氫酶(GDH)的研究,成功建立了基于ZIFs的活體在線電化學(xué)分析新方法。通過(guò)選取5種具有不同孔徑、比表面積及官能團(tuán)的ZIFs材料,在系統(tǒng)考察了材料對(duì)MG和GDH的吸附性能的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)ZIF70[(Zn(Im) 1.13(nIm) 0.87, HIm= imidazole, HnIm=2nitroimidazole]對(duì)于MG和GDH同時(shí)具有優(yōu)良的吸附性能。