電気的金属有機フレームワーク複合材料：設計およびバイオセンシングアプリケーション

分子結晶材料としての金属有機フレームワーク（MOF）は、触媒、分離、生物医学工学などのさまざまな分野で広く適用されています。ただし、MOFS材料の応用は、導電率が低く、選択性が低く、修正部位の欠如により、電気化学的バイオセンシングで制限されています。機能化されたナノ粒子をMOF構造に組み込むことにより、MOFベースの複合材料は、高い電子伝導率と強力な触媒活性を備えており、単一成分MOFよりも利点を処理します。MOF複合材料の電気化学的応用に特に焦点を当てたこのレビューでは、電気活性MOF複合材料の設計に関する包括的なガイドラインを要約します。電気活性リガンドのドーパント修飾、Nanoparticle@MOFコンポジットのin situ合成、およびMOF構造のポスト修飾です。過去5年間の電気活性MOF複合材料の実例は、電気化学、電気化学、光電気化学バイオセンシングで強調されています。将来の仕事の見通しと課題も含まれています。電気活性MOF複合材料の構造機能関係を理解することは、次世代の電気化学バイオセンサーの設計に役立ちます。

Metal-organic frameworks (MOFs) as molecular crystalline materials have been extensively applied in various fields such as catalysis, separation, and biomedical engineering. However, the applications of MOFs materials are limited in electrochemical biosensing due to the poor conductivity, less selectivity, and lack of modification sites. By incorporating the functionalized nanoparticles into MOF structures, MOF-based composites are endowed with high electronic conductivity and strong catalytic activity, which process the advantages over single-component MOFs. With a particular focus on the electrochemical applications of MOF composites, this review summarizes the comprehensive guidelines on design of electroactive MOF composites: dopant modification of electroactive ligands, in situ synthesis of nanoparticle@MOF composites and post-modification of MOF structure. The illustrative examples of electroactive MOF composites in the last five years are highlighted in electrochemical, electrochemiluminescent, and photoelectrochemical biosensing. The prospects and challenges for future work are also included. Understanding the structure-function relationship of electroactive MOF composites benefits the design of next-generation electrochemical biosensors.