酶具有较高的催化效率和选择性，已被广泛作为分析化学的传感元件。然而，酶的结构脆弱性和较差的切削性能等问题也严重限制了其在生物传感器中的实用效果。有鉴于此，中山大学陈国胜教授和广州医科大学黄思铭教授将酶共包封到缺陷型MOF中后进行双交联藻酸盐凝胶化，构建了一种稳定、灵敏的混合型生物传感器。

本文要点：

（1）缺陷型MOF包封不仅可以提高酶的稳定性，还可以很好地保留酶的生物催化功能。此外，海藻酸盐凝胶化也能够使得该MOF生物杂化体系具有较高的拉伸性和机械强度，有利于其与珠状、纤维状或片状便携式生物传感器进行集成。基于此，研究者利用MOF水凝胶对葡萄糖氧化酶和过氧化物酶进行共包封，并利用包封酶的生物催化级联以有效地将葡萄糖转化为蓝紫色产物，使得该微型MOF水凝胶在与智能手机耦合后能够实现对葡萄糖的比色生物传感。

（2）研究表明，这种MOF生物杂交水凝胶能够产生比游离的生物杂交粉末更强的传感信号，这也归因于水凝胶的高亲水性微环境所具有的催化产物积累效应。结果表明，该便携式生物传感器可在0.05~4 mM的线性范围内灵敏、有选择性地检测葡萄糖。此外，亲水性水凝胶和MOF的保护也使得酶具有较高的持久性，即使将该生物传感器置于室温下30 d，其传感活性仍能得到很好的保持。综上所述，该MOF生物杂交水凝胶在新一代便携式生物传感器工程领域中具有巨大的应用潜力。

Ningyi Zhong. et al. Enzymes-Encapsulated Defective Metal−Organic Framework Hydrogel Coupling with a Smartphone for a Portable Glucose Biosensor. Analytical Chemistry. 2022

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c03138

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c03138