基于金属有机骨架的纳米酶及其应用研究进展

金属有机骨架（MOFs）具有大量的活性位点,且其框架结构可以保护其中包裹的天然酶不被破坏,从而具有模拟天然酶的性质。因此,基于MOF的纳米酶被认为具有良好的发展潜力。MOF基纳米酶分为四大类：分别是单纯MOFs、改性MOFs、与天然酶复合的MOFs以及MOF衍生物。种类的多样性同时也造就了制备、性能以及应用的多样性,这些内容在此综述中将被详细阐述。     

铜基金属有机框架电化学传感应用进展

金属有机框架（Metal-organic frameworks, MOFs）是由金属离子/簇与有机连接体自组装而形成的一类新型多孔材料,具有孔隙率高、比表面积大、电催化活性高、孔径可调和结构丰富多样等优势,在电化学分析领域表现出巨大的应用潜力。在众多的MOFs中,铜基金属有机框架（Cu-MOFs）因其电催化活性高而备受关注,关于不同配体和不同方法制备的Cu-MOFs的性能和应用研究日益增多。目前Cu-MOFs在生命电化学传感、环境电化学检测以及食品安全电化学分析等领域得到了广泛应用。本文结合本课题组相关研究成果,重点介绍了近年来不同方法制备的Cu-MOFs及其复合物在电化学测定生物小分子、环境污染物和抗菌药物等方面的应用进展,并对未来的研究发展趋势进行了展望。     

金属有机框架材料在传感分析和纳米治疗中的应用进展

金属有机框架(MOF),一类由金属节点和有连接体连接而成的多孔结晶材料,具有孔径可调、比表面积大、孔隙率高等特点,因其纳米级尺寸和可控性结构,形成的类酶催化活性的MOF材料逐渐引起科研人员的高度重视.和传统的天然酶相比,该类具有拟酶活性的纳米材料拥有许多优点,如产量高、价格低廉、稳定性好等.为了对这一快速发展的新兴领域...     

金属有机框架膜的制备及应用

金属有机框架化合物是一类新颖的纳米孔结晶材料,其由金属离子或簇以强的配位键形式连接多种多样的有机配体构成．金属有机框架化合物的均一孔径、高比表面积和吸附亲和力等独特的结构特点使其在组装成具有优异性能的膜方面具有很强的吸引力．金属有机框架膜在基础理论和实际应用方面显示了巨大的潜力．本文主要介绍近年来关于金属有机框架膜的制备及其在分离、化学传感、催化和电化学中的应用等研究,同时指出了目前需要克服的问题．     

金属有机框架-核酸复合材料的构建及其在荧光生物医学传感中的应用

金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)是一类由无机金属节点和有机配体自组装而成的新型多孔材料,因其具有可定制的结构和功能、大的比表面积及多功能化位点等诸多优点,在生物医学、生物传感等领域应用广泛.此外,核酸分子以其特有的分子识别和灵活的可编辑性,近年来在靶标识别、分子检测领域取得了令人瞩目的成就. MOFs与核酸的有机整合能够有效扩展两种单体的功能及应用范围,目前已成为化学及生物医学等领域的研究热点.本文综述了近年来MOFs-核酸复合材料荧光生物传感器的构建及其在生物医学领域中的应用进展.首先介绍了MOFs-核酸复合材料传感器的构建方法;其次,根据MOFs所发挥功能的不同,分别从基于荧光淬灭、发光以及刺激响应三大方面对MOFs-核酸复合材料在荧光生物医学传感中的应用进行了分类概述;最后分析了该研究领域目前面临的挑战,并对其未来发展进行了展望.     

二维金属有机框架材料的剥层及其在选择性检测叶酸中的应用

与块状金属-有机框架材料(MOFs)相比,MOFs纳米片由于其超薄的厚度、大表面积及更多的活性位点而受到越来越多的关注.在表面活性剂的辅助作用下,通过自下而上的策略获得了超薄的MOF-2纳米片,与块状MOF-2相比,MOF-2纳米片呈现出肉眼可见的蓝色荧光,与此同时,MOF-2纳米片具有高选择性和高灵敏度检测水溶液中叶...     

基于金属有机框架材料的光/电化学传感器在水环境检测中的应用进展

随着人们对水环境质量的要求日益增加,开发简便、灵敏和准确的新型水环境检测技术已成为研究的热点.金属有机框架化合物(Metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或团簇和有机配体自组装形成的多孔配位聚合物,因其具有吸附可逆、催化活性高、比表面积大、孔径可调和结构多样等特性,可作为光/电化学传...     

基于金属有机框架/卟啉/多壁碳纳米管构建的新型葡萄糖非酶传感器

利用钴卟啉(Co-TCPP)的催化性能、多壁碳纳米管(MWCNTs)的良好导电性和金属有机框架(Co-MOFs)的高密度活性位点,通过温和方法制备了新型复合材料Co-TCPP/MWCNTs@Co-MOFs,并用此材料构筑了一种新型葡萄糖非酶传感器.电化学实验结果表明,该传感器对葡萄糖具有良好的响应.     

纳米金属有机框架在肿瘤靶向治疗中的应用

金属有机框架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)是一类由金属离子和功能有机配体通过配位键构成的多孔配位聚合物,具有易于合成和功能化、结构可调、比表面积大以及负载量高等特点,已被广泛应用于催化、气体吸附、分离、存储、传感和检测等领域。纳米金属有机框架(Nanoscale metal-organic frameworks, NMOFs)具有纳米颗粒的特殊性质,在肿瘤治疗中显示出良好的应用前景。NMOFs自身可以作为治疗剂,也可以作为治疗剂(药物、光热剂、光敏剂和芬顿反应催化剂等)的纳米载体,进行肿瘤的被动靶向、物理化学靶向和主动靶向治疗。本综述重点介绍了将NMOFs用于肿瘤药物化疗(Chemotherapy, CT)、光热治疗(Photothermal therapy, PTT)、光动力治疗(Photodynamic therapy, PDT)、化学动力学治疗(Chemodynamic therapy, CDT),以及多种联合治疗的研究进展。最后阐述了目前NMOFs在肿瘤治疗中面临的挑战及其未来的发展前景。     

Ce-MOF材料的合成及其在抗坏血酸检测中的应用

本文以对苯二甲酸(H₂BDC)和硝酸铈铵(Ce(NH₄)₂(NO₃)₆)为原料合成了具有UIO-66结构的铈基金属有机框架(Ce-MOF)材料。该Ce-MOF可模拟氧化酶活性催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)氧化生成蓝色的氧化产物(oxTMB),同时在650 nm处出现特征吸收峰。抗坏血酸(AA)能够抑制生成oxTMB的氧化反应,从而使体系蓝色减弱,且650 nm处的吸光度随着AA的浓度增加而降低。实验结果显示,在优化后的pH条件下,显色体系在650 nm处的吸光度与AA浓度在0.01～0.6 mmol/L范围内呈现出良好的线性关系,检出限低至0.007 mmol/L,可用于AA的低成本、高灵敏和快速检测。     

金属有机框架材料在表面增强拉曼光谱中的应用研究进展

金属有机框架材料（MOFs）是一种由金属离子和有机配体通过配位化学原理自组装形成的具有周期性网格晶态的多孔结构材料,其独特的结构和性质使其成为具有广阔应用前景的材料。由于MOFs可极大地提高金属表面增强拉曼光谱（SERS）基底的目标富集和信号增强性能,因此,基于MOFs的SERS基底受到了广泛关注。同时,高效的SERS基底使SERS技术可实现高灵敏、高选择性、无损和快速检测。将MOFs应用于SERS技术,极大地促进了SERS技术的发展并拓宽了其应用范围。本文总结了SERS的发展、MOFs基底的类别及其在SERS中的应用,提出了亟待解决的关键问题和挑战,并对其发展前景进行了展望。     

两个金属有机框架化合物对硝基芳香化合物在气/液相的荧光传感

制备了2个金属有机框架化合物[Cd_2(DDCPB)(DMF)_2(H_2O)]_n(CHD-1)和{[Zn_2(DDCPB)(DMA)_2]·DMA}_n(CHD-2)(H_4DDCPB=1,1′∶3′,1″-三联苯-3,3″,5,5″-四羧酸)。荧光测试表明:2个化合物均能在气/液两相中高效地选择性识别系列硝基芳香化合物(NACs)。溶液中NACs对2个化合物的荧光有较高的淬灭率,其淬灭常数可通过定量实验计算。CHD-1和CHD-2对溶液中的NACs显示出高选择性、优异的灵敏度和低检测限。基于2个化合物的薄膜检测对硝基苯(NB)和2-硝基甲苯(o-MNT)蒸气时也具有高灵敏度。此外,详细讨论了化合物的荧光传感机理。     

纳米金属有机框架材料在药物递送领域的应用

金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)是一类由金属离子及有机配体自组装而成的多孔材料,具有孔隙率高、比表面积大和结构多样化等独特优点,广泛应用于气体储存、物质分离和催化等领域。纳米尺寸金属有机框架材料(Nanoscale Metal-Organic Frameworks, NMOFs)既保持了传统MOFs的规整性,也具有纳米颗粒的特殊性质,在生物医药领域中是绝佳的药物载体。相比于传统纳米药物载体,NMOFs与药物的结合方式丰富,展现了多种药物装载模式,可以满足不同药物的制备需求,也可引入不同功能分子优化性能。最近,有越来越多的研究报道了多功能化NMOFs应用于药物递送领域,并实现刺激响应性的可控释放。本文将着重对NMOFs材料作为药物载体负载抗癌药物、光敏剂和核酸的应用进展进行综述。     

铽金属有机框架材料在铝离子检测中的应用

利用溶剂搅拌法制成了一种Tb(III)-MOFs类型的发光金属有机框架,并用于测定铝离子浓度.然后对Tb-MOFs进行了X射线衍射、红外光谱、SEM、荧光光谱等表征,考察了Tb-MOFs的性能.值得注意的是,Tb-MOFs具有很好的热稳定性,在长时间储存的Tb-MOFs也具有良好的荧光稳定性.在λex=255 nm和λ...     

二维金属或共价有机骨架材料的制备及其化学与生物传感应用

随着人们对以石墨烯为代表的二维（2D）纳米材料不断深入与扩展研究,近些年来,以2D金属有机骨架（metal-organic frameworks,MOFs）和共价有机骨架（covalent organic frameworks,COFs）为代表的2D骨架材料引起了人们浓厚的研究兴趣和广泛关注.与其它的中孔或微孔的纳米材料相比,这些有机骨架材料提供了均一的纳米尺寸的孔,并且相较于石墨烯,2D有机骨架材料可以预期性地设计和组装功能化的结构单元,如羧基、氨基、羟基等基团可以通过多样的化学反应人为可控地接枝到骨架上,这些优点有望使2D有机骨架材料成为新一代提高传感界面灵敏度和稳定性的功能材料.本篇综述分别对2D MOFs和COFs进行简单的概述,总结目前以“自下而上”和“自上而下”两种制备2D MOFs和COFs纳米材料的方法并对其做出简单的点评,介绍（2D）MOFs和COFs材料在化学传感和生物传感方面的应用,讨论了2D MOFs和COFs在传感应用中的潜质和关键性问题,并对未来2D MOFs和COFs的应用前景做出了展望.     

基于金属有机骨架衍生的CuO纳米酶比色法检测多巴胺

本文通过简单热裂解由硝酸铜和1,3,5-苯三酸合成的铜基有机骨架材料制备了一种CuO 纳米材料。利用扫描电镜、透射电镜、X 射线衍射及X射线光电子能谱对CuO 的结构及元素组成进行了表征。该CuO纳米材料表现出良好的过氧化物酶活性,在H2O2 存在下,可以催化氧化无色底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)变成蓝色产物。选择对苯二甲酸作为荧光探针验证了CuO的类酶催化机制,结果表明,CuO会催化H2 O2产生?OH,其可氧化TMB形成蓝色产物,而多巴胺的存在会抑制CuO对H2 O2氧化TMB的催化活性,从而实现对多巴胺的检测。该方法对多巴胺的检测具有良好的稳定性和催化活性,线性范围为5 ~ 50 μmol/ L和50~200 μmol/ L,检测限为0. 5μmol/ L。该比色传感器可以用于对人体尿液中的多巴胺的检测,表明该CuO 纳米酶在生物和临床诊断方面具有潜在的应用价值     

一例对二硫化碳具有荧光传感性能的Mg-金属有机框架化合物

通过溶剂热合成了一例Mg-MOF化合物[Mg₄(1,4-NDC)₄(DMA)₂(CH₃OH)₂(H₂O)₂]·DMA·CH₃OH(1,1,4-H₂NDC=1,4-萘二酸,DMA=N,N'-二甲基乙酰胺),并对其结构表征及荧光性能进行了研究。 单晶X射线研究结果表明,化合物结晶于P2₁/c空间群,其晶体学数据为a=2.06090(12) nm, b=2.21014(13) nm, c=1.50385(10) nm, β=111.399(3)°, V=6.3776(7) nm³, Z=4, D_c=1.403 g/cm³, F(000)=2824, R=0.0596, wR=0.1225(I>2σ(I))。 化合物1中,二核的镁作为次级构筑单元通过桥连配体1,4-NDC连接形成沿c轴方向拓展的一维链。 一维链间进一步通过配体连接形成3D框架的化合物。 荧光性能研究表明,化合物1对CS₂具有灵敏的荧光传感性能,在0.4%的体积分数条件下可引起CS₂荧光的完全淬灭。 此外,化合物1的热稳定性也通过热重分析进行了研究,发现其可稳定到140 ℃左右。     

金属有机凝胶的应用研究进展

金属有机凝胶（Metal-organic gels, MOGs）是一类以金属离子和有机配体通过非共价作用桥联形成的凝胶材料。与制备耗时的金属有机框架（Metal-organic frameworks, MOFs）相比,MOGs可在温和条件下通过配位自组装、氢键作用、π-π堆积和范德华力形成多孔超分子结构,具有制备简单、比表面积大、热稳定性好、结构可调谐及金属位点丰富等优点,在传感和分析检测领域应用广泛,同时在催化、吸附、储能、电致变色器件等领域的应用也具有独特的优势。本文对近年来MOGs在上述领域中的研究和应用进展进行了评述,分析了其面临的挑战,并对其未来的发展趋势和应用前景进行了展望。     

金属有机框架化合物在非均相催化反应中的应用

金属有机框架化合物(metal-organic frameworks,MOFs)是近年来出现的一种新型无机材料,不仅具有非常高的表面积和孔隙率,而且材料的框架结构丰富、可控,可用于气体吸附、生物医学以及磁性材料等,应用前景广阔。特别是MOFs在非均相催化反应中的应用更是吸引了大批学者的注意,研究发展非常迅速,已取得了许多成果。本文首先介绍了MOFs作为催化剂所具有的独特优点,实际应用中可能存在的问题,以及相应的解决方案;其次基于MOFs的三个结构要素系统总结了目前MOFs在非均相催化反应中的探索和应用;最后讨论了MOFs在非均相催化研究中需要重视的问题,以期为MOFs在非均相催化反应中的应用研究提供参考。