デュアルシグナル蛍光および均一な電気化学バイオセンシングのためのメチレンブルーカプセル化されたゼオライトイミダゾレートフレームワークのワンステップ合成

in vitro診断では、ターゲットバイオマーカーをウルトラロウレベルで確実に検出する必要があります。デュアルシグナル戦略は、実験的および環境的要因の干渉を克服できるため、有望なアプローチと見なされます。ただし、現在報告されている作品は、主に同じ形式の出力信号に集中しています。ここでは、高負荷、ユニークなデュアルシグナル特性、例外的な認識能力、優れた安定性を備えたメチレンブルーカプセル化されたゼオライトイミダゾレートフレームワーク-90（MB@ZIF-90）の合成のためのワンステップ戦略を提案します。蛍光と均一な電気化学技術の統合によるアデノシン三リン酸（ATP）。ターゲットATPによるMB@ZIF-90の認識は、ZIF-90の分解に拍車をかけ、その後MBが上清に放出されることを許可します。ATPが存在しない場合と比較して、明らかに蛍光の強度の増加と鼓動のボルタンメトリー電流が観察され、両方のシグナルがATP濃度に直接比例します。したがって、MB@ZIF-90ベースのバイオセンサーは、超高感度でATPのデュアルシグナル検出を達成し、以前に報告されたATPバイオセンサーよりも信頼性の高い診断結果を示しました。このデュアルシグナル戦略は、in vitro診断のための高性能バイオセンサーを開発する新しい機会を提供し、バイオインフォマティクスと臨床医学における将来のアプリケーションの大きな可能性を実証します。

In vitro diagnosis requires target biomarkers to be reliably detected at an ultralow level. A dual-signal strategy permits self-calibration to overcome the interferences of experimental and environmental factors, and thus is regarded as a promising approach. However, currently reported works mainly concentrated on the same forms of energy of output signals. Herein, we propose a one-step strategy for synthesis of methylene blue-encapsulated zeolitic imidazolate framework-90 (MB@ZIF-90) with high loading, unique dual-signal property, exceptional recognition capability, and good stability, and we further pioneer MB@ZIF-90 as a dual-signal biosensor for label-free, enzyme-free, and ultrasensitive detection of adenosine triphosphate (ATP) by integration of fluorescence and homogeneous electrochemical techniques. The recognition of MB@ZIF-90 by target ATP spurs the decomposition of ZIF-90, subsequently permitting MB to be released into a supernatant. As compared to the case where ATP does not exist, obviously increased intensities in fluorescence and differential pulse voltammetry current are observed and both signals are directly proportional to ATP concentrations. Thus, the MB@ZIF-90-based biosensor achieved dual-signal detection of ATP in an ultrasensitive manner and displayed a more reliable diagnosis result than previously reported ATP biosensors. This dual-signal strategy provides a new opportunity to develop high-performance biosensors for in vitro diagnosis and demonstrates great potential for future applications in bioinformatics and clinical medicine.