Cu-Mof/Hemin：生細胞から放出される過酸化水素の測定のための優れた分散性を持つバイオニック酵素

電気化学バイオセンサー材料の安定性、再現性、および感度は、水性媒体の金属有機フレームワーク（MOF）の分散性と密接に関連しています。ここでは、Cu-Mof/ヘミンに基づくナノコンポジットが、非常に水溶性であるだけでなく、合成が単純で効率的であるため、過酸化水素（H2O2）を検出するための非酵素センサーの構築に使用されました。CU-MOF/ヘミンは、走査型電子顕微鏡（SEM）、透過型電子顕微鏡（TEM）、エネルギー分散型X線分光法（EDS） - マッピング、X線回折（XRD）、フーリエ変換赤外線分光法（FT-IR）、X線光電子分光法（XPS）および熱重量分析（TGA）は、ヘミンとCu-MoFが正常に結合されたことを示しています。H2O2電気化学生体模倣酵素として、Cu-Mof/ヘミンは優れた電気触媒性能を示しました。これは、電気化学実験と色素形成反応によって確認され、反応の可能性のあるメカニズムが推定されています。生体模倣酵素に基づく電気化学センサーは、0.01-5.0 mm（r = 0.998）の拡張線形検出範囲、4.14μmの低い検出限界、および最適化された条件下での高い選択性と安定性を示しました。さらに重要なことに、センサーの実用的なアプリケーション能力は、ヒト血清サンプルのH2O2のテストによって検証され、満足のいく結果を持つ生細胞から放出されるH2O2のリアルタイム検出に使用できます。したがって、この新しいナノコンポジットは、非酵素バイオセンシングのための電気化学センシングプラットフォームを調製する可能性があり、臨床診断とリアルタイムモニタリングのための新しい方法を提供します。

The stability, repeatability and sensitivity of an electrochemical biosensor material are closely connected with the dispersibility of metal organic frameworks (MOFs) in aqueous media. Herein, a nanocomposite based on Cu-MOF/hemin, which is not only highly water-soluble but also simple and efficient in synthesis, was used for the construction of a non-enzymatic sensor to detect hydrogen peroxide (H2O2). The Cu-MOF/hemin was characterized via scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS)-mapping, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and thermal gravimetric analysis (TGA), which indicate that hemin and the Cu-MOF were successfully combined. As a H2O2 electrochemical biomimetic enzyme, the Cu-MOF/hemin exhibited excellent electrocatalytic performance, which was confirmed by the electrochemical experiments and chromogenic reactions, and the possible mechanism of the reactions has been deduced. The electrochemical sensor based on the biomimetic enzyme exhibited an extended linear detection range from 0.01-5.0 mM (R = 0.998), low detection limit of 4.14 μM, and high selectivity and stability under the optimized conditions. More importantly, the practical application ability of the sensor was verified by the test of H2O2 in human serum samples and it could be used for the real-time detection of H2O2 released from living cells with satisfactory results. Therefore, this novel nanocomposite has certain potential in preparing electrochemical sensing platforms for nonenzymatic biosensing and provides a new method for clinical diagnosis and real-time monitoring.