基于金属有机骨架材料的电化学生物传感器在癌症检测中的应用

金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)材料因具有稳定的骨架结构、可调的孔尺度和大的比表面积等优良特性,被作为固定生物探针的基体,用于构建电化学生物传感器.电化学生物传感器是一种以电极为信号转换器,通过敏感元件,将肿瘤标志物的高特异性与电化学传感器的高灵敏度相结合的检测装置,在临床癌症筛查方面具有重大应用.本文概述了金属有机骨架复合材料的分类,总结了过去五年基于有机金属骨架材料的电化学生物传感器在检测作为癌症早期诊断指标的各种标志物(如癌症标志物、microRNA和DNA)方面的进展,并对其未来发展进行了展望.     

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

生物传感器是传统肿瘤标志物检测方法的有效替代方法,而基于金属有机骨架(MOF)复合材料的生物传感器在肿瘤标志物检测方面具有速度快、灵敏度高、检出限低、成本低等优点.综述了MOF及其复合材料的分类,介绍了基于MOF复合材料的生物传感器在检测肿瘤标志物方面的应用进展,并对基于MOF复合材料的生物传感器未来发展趋势进行了展望...     

便携式生物传感器用于癌症标志物定量检测的研究进展

癌症标志物的精准检测对癌症的早期诊断以及癌症患者生存率的提高具有重要意义。液体活检可实现体液癌症标志物的检测,具有非侵入性、可重复取样检测的优势,有望用于癌症早期的精准诊断。基于便携设备进行信号定量读出的液体活检,可通过简单快速的操作获取检测结果,并且其检测过程不受检测场所的限制,在癌症的早期筛查、预后以及治疗效果的监测方面显示出巨大的应用潜力。本文基于癌症标志物便携、定量检测的研究进展,对利用气压计、体积条形图芯片、血糖仪、温度计、 pH计和数字万用表等进行信号定量读出的癌症标志物检测方法进行了总结,讨论了其面临的挑战,并对该领域的发展和应用前景进行了展望。     

凝集素亲和法在糖蛋白癌症生物标志物分析和检测中的应用

糖蛋白在调节生物体内各种生理过程中具有重要作用,异常的蛋白质糖基化通常与癌症等疾病的发生和发展有关,许多糖蛋白可作为癌症早期诊断或预后监测的生物标志物.在进行糖蛋白质谱分析鉴定前,从复杂生物样品中有效分离富集糖蛋白是必要的步骤.凝集素对某些特定的糖蛋白具有选择性,凝集素亲和法被广泛用于糖蛋白的分离富集.本文以4种发病率...     

电化学生物传感器在农药检测中的应用

农药包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂等,在种植业、养殖业、园林业等领域中有着广泛的应用。全球快速增长的农药使用量给环境、人的身体健康带来了潜在的危害。农药的种类繁多(多达几千种),结构各异,并且在样品中的含量极低(但毒性可能高)。针对这一问题,欧盟提出60多种使用量较大,     

石墨烯复合材料电化学免疫传感器在肿瘤标志物检测中的应用

监测肿瘤标志物水平变化是评估肿瘤治疗效果的重要方法.基于石墨烯复合材料构建的电化学免疫传感器可实现对肿瘤标志物的检测,检测灵敏度高、特异性好,是快速、准确分析肿瘤标志物含量的理想检测工具.本文重点阐述了石墨烯复合材料的电化学免疫传感器在肿瘤标志物检测中的应用进展.总结了其在肿瘤标志物检测中应用的优势和不足,最后对基于石...     

MXene在癌症精准诊疗中的应用

癌症是威胁人类健康的第二号杀手,精准的筛查诊断技术和高效的治疗手段是治愈癌症的关键。纳米技术的迅猛发展为癌症的诊疗带来了新的思路和希望。新型二维材料MXene具有大的比表面积、高的导电性、良好的亲水性和优异的生物相容性,可以作为优良的基底材料构建生物传感平台,并通过兼容其他材料,形成具有高催化性能的MXene复合物,从而实现癌症生物标志物的精准检测。此外,MXene组分可调,且在可见光到红外区域具有强烈吸收和高光热转换效率,是理想的肿瘤光热治疗(PTT)试剂。迄今为止,关于MXene在癌症诊疗领域的专题论述鲜有报道。鉴于此,本文根据癌症生物标志物进行分类,综述了近年来基于MXene的生物传感平台在癌症标志物检测中的应用,并归纳了不同的MXene材料在PTT领域的最新研究进展,进而提出MXene在癌症诊疗领域面临的挑战和未来发展趋势。     

基于共价有机框架的电化学生物传感器在生物样品检测中的应用

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks, COFs)是一种具有纳米级结构有序性的二维或三维有机结晶材料, 具有高度周期性和可修饰性等结构优点. 基于COFs制备的电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强、重复性好等特点, 在检测生物样品方面具有广阔前景. 本综述简要概述了COFs的合成方法与策略、电化学生物传感器的介绍与分类以及COFs在电化学生物传感检测生物样品领域的应用. 最后本综述对COFs材料在生物传感领域的技术瓶颈与未来的发展方向进行了总结与讨论.     

MXene在癌症精准诊疗中的应用

癌症是威胁人类健康的第二号杀手,精准的筛查诊断技术和高效的治疗手段是治愈癌症的关键。纳米技术的迅猛发展为癌症的诊疗带来了新的思路和希望。新型二维材料MXene,具有大的比表面积、高的导电性、良好的亲水性和优异的生物相容性,可以作为优良的基底材料构建生物传感平台,并通过兼容其他材料,形成具有高催化性能的MXene复合物,从而实现癌症生物标志物的精准检测。此外,MXene组分可调,且在可见光到红外区域具有强烈吸收和高光热转换效率,是理想的肿瘤光热治疗(PTT)试剂。迄今为止,关于 MXene在癌症诊疗领域的专题论述鲜有报道。鉴于此,本文根据癌症生物标志物进行分类,综述了近年来基于MXene的生物传感平台在癌症标志物检测中的应用,并归纳了不同的MXene材料在PTT领域的最新研究进展,进而提出MXene在癌症诊疗领域面临的挑战和未来发展趋势。     

纳米尺度MOFs在肿瘤及肿瘤标志物生物学成像中的研究进展

金属有机框架(MOFs)在气体储存与分离、燃料电池、能源转换,以及化学/生物传感器的构建等领域均发挥着重要作用.当MOFs的尺寸在一个维度上小于100 nm时,即为纳米金属有机框架(nMOFs).与传统的MOFs相比,nMOFs不仅保持了原有的高度有序多孔结构,还具有结构可调、表面修饰位点更加有效,以及生物分子分布功能...     

UiO系列金属-有机骨架的合成方法与应用

本文综述了包括UiO-66、UiO-67和UiO-68在内的UiO系列金属-有机骨架（MOFs）材料的合成方法、结构特点及各类应用。系统介绍了利用包括扩散法、溶剂热法、微波辅助法、机械研磨法、持续流合成法及电化学合成法等方法合成UiO系列MOFs材料的反应条件、产物特征及优缺点。UiO系列MOFs因稳定的Zr-O键及超高的配位数而具有超高热稳定性和化学稳定性等,其在化学催化、光催化、气体吸附、气体分离、液相吸附有机污染物、荧光、传感、医学和电容器等方面均具有十分广泛的应用。同时,本文还根据UiO系列MOFs材料的研究现状对其未来发展趋势进行了展望。     

UiO系列金属-有机骨架的合成方法与应用

本文综述了包括UiO-66、UiO-67和UiO-68在内的UiO系列金属-有机骨架(MOFs)材料的合成方法、结构特点及各类应用。系统介绍了利用包括扩散法、溶剂热法、微波辅助法、机械研磨法、持续流合成法及电化学合成法等方法合成UiO系列MOFs材料的反应条件、产物特征及优缺点。UiO系列MOFs因稳定的Zr-O键及超高的配位数而具有超高热稳定性和化学稳定性等,其在化学催化、光催化、气体吸附、气体分离、液相吸附有机污染物、荧光、传感、医学和电容器等方面均具有十分广泛的应用。同时,本文还根据UiO系列MOFs材料的研究现状对其未来发展趋势进行了展望。     

MOFs for desulfurization of fuel oil: Recent advances and future insights

Nowadays, desulfurization of fuel oil has raised concern globally because of strict industrial and environmental legislations. Albeit hydrodesulfurization (HDS) has been extensively used in oil refineries to produce low sulfur oil (< 10 ppm) but not been proven as effective method for the removal of dibenzothiophene (DBT), benzothiophene (TH) and their derivatives. Subsequently, adsorptive desulfurization (ADS) and oxidative desulfurization (ODS) methods have been developed to achieve high removal efficiency. In the past decade, metal–organic frameworks (MOFs) and its composites as oxidative catalysts, as well as adsorbents, have attracted the researchers owing to high surface area, tunable properties, and reusable. The present review comprises use of MOFs and their composites for the removal of sulfur from fuel oil via ODS and ADS processes. Additionally, physicochemical properties of MOFs, mechanism, pros and cons of both process, regeneration, and future challenges have been discussed briefly. Moreover, current limitations and future prospective are also discussed.     

金属元素替换对锌-铜基金属有机骨架材料的光吸收与能带特性的影响

选择常规的锌、铜作为金属离子、对苯二甲酸（BDC）作为有机配体,通过溶剂热法和元素替换法合成出Zn-Cu基MOFs材料。通过XRD、UV-Vis DRS、SEM、FT-IR、UPS和XPS等手段表征和研究,发现Zn（BDC）的光吸收位于紫外光波段（<400 nm）,而Cu（BDC）光吸收拓宽至整个可见光波段（500~1 000 nm）。Zn-Cu金属离子均匀分散的产物Zn-Cu-BDC比其它产物具有更宽的光吸收范围、强度和更窄的带隙;不同的合成途径导致Zn-Cu基MOFs材料表现出性质差异。     

功能化MOFs及MOFs/聚合物复合膜在有机染料和重金属离子吸附分离中的应用

全球工业的发展带来了严重的水污染问题,对含各类有机和无机污染物工业废水的处理也成为了重要研究课题。金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)化合物由于其大比表面积、高孔隙率、有序孔道结构及可调节孔道物理化学性质、热稳定性高、易于合成和丰富的开放活性位点等特点,在诸多领域得到广泛应用,其中在固相吸附/分离领域,特别是吸附水中污染物方面展现出良好应用前景。通过合成后改性、使用含取代基配体原位合成、与特定功能材料复合等方法实现MOFs功能化,可有效增加MOFs材料的吸附活性位点,提高吸附性能和吸附选择性。与MOFs颗粒相比较,MOFs/聚合物复合膜结合了MOFs颗粒的结构与物理化学特性以及聚合物薄膜优秀的分离/载体性能,在有机染料及重金属离子的吸附中表现出优秀的吸附/分离性能。本文重点综述了以染料和重金属离子为代表的有机、无机污染物的吸附去除为目标的MOFs功能化方法,以及MOFs/聚合物复合膜的制备方法,并对未来研究方向和研究前景进行展望。     

多孔MOFs(UiO-66和UiO-68)合成与表征的综合性大学化学实验*

结合科研工作设计了一个综合性大学化学实验--多孔MOFs(UiO-66,[Zr₆O₄(OH)₄(BDC)₄]_n (H₂BDC=对苯二甲酸)和UiO-68,[Zr₆O₄(OH)₄(ATDA)₄]_n (H₂ATDA=2′-氨基-[1,1′:4′,1″-三联苯]-4,4″-二羧酸))的合成、表征及相关性能研究。该设计实验选择具有不同长度的配体与锆离子组装得到晶态材料,整个实验过程包括有机合成、溶剂热合成、X射线单晶衍射和粉末衍射、红外光谱、热重分析等内容,综合了各大化学知识点于一身。经过此实验,学生不仅能有效了解并掌握MOFs材料的合成、性能测试与相关仪器的操作,还可做到理论结合实际、基础知识结合现代科研手段,培养学生的化学科研素养。     

An Electrochemical Sensor for the Detection of Cu2+ Based on Gold Nanoflowers‐modifed Electrode and DNAzyme Functionalized Au@MIL‐101 (Fe)

In this study, we developed an electrochemical sensor for sensitive detection of Cu²⁺ based on gold nanoflowers (AuNFs)‐modified electrode and DNAzyme functionalized Au@MIL‐101(Fe) (MIL: Materials of Institute Lavoisier). The AuNFs‐modified indium tin oxide modified conductive glass electrode(AuNFs/ITO) prepared via electrodeposition showed improved electronic transport properties and provided more active sites to adsorb large amounts of oligonucleotide substrate (DNA1) via thiol‐gold bonds. The stable Au@MIL‐101(Fe) could guarantee the sensitivity because of its intrinsic peroxidase mimic property, while the Cu²⁺‐dependent DNA‐cleaving DNAzyme linked to Au@MIL‐101(Fe) achieved the selectivity toward Cu²⁺. After the DNAzyme substrate strand (DNA2) was cleaved into two parts due to the presence of Cu²⁺, the oligonucleotide fragment linked to MIL‐101(Fe) was able to hybridize with DNA1 adsorbed onto the surface of AuNFs/ITO. Due to the peroxidase‐like catalytic activity of MIL‐101(Fe) and the affinity recognition property of DNAzyme toward Cu²⁺, the electrochemical biosensor showed a sensitive detection range from 0.001 to 100 μM, a detection limit of 0.457 nM and a high selectivity, demonstrating its potential for Cu²⁺ detection in real environmental samples.