吉大宋大千&马品一Anal. Chem.：MOFs自触发降解检测碱性磷酸酶！

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研究内容

碱性磷酸酶（ALP）广泛存在于人体内，是一种重要的生物标志物。已经进行了许多ALP检测研究，并且抗坏血酸（AA）经常用作传感器中的还原组分以监测ALP水平，因为它可以在ALP存在下由2-磷酸抗坏血酸（AA2P）水解产生。然而，众所周知，AA是一种强还原剂，很容易被氧化。氧化的AA和还原的AA反应之间的不平衡导致产生具有单电子的AA自由基，可能导致测定结果不准确。

为了解决这个问题，吉林大学宋大千教授和马品一提出了一种基于自触发控制的灵敏且准确的ALP检测方法，以避免使用AA作为还原成分的检测方法的潜在不准确。主要是合成了一种核-壳金属有机框架传感器（PATP-Au@ZIF-8NP），并将其用作具有磷酸盐离子（Pi）的自触发控制的灵敏且准确的ALP检测传感器。该策略的ALP响应范围为0.1至150 mU/mL时呈线性（r=0.996），检测限为0.03 mU/mL。相关工作以“A Strategy for the Determination of Alkaline Phosphatase Based on the Self-Triggered Degradation of Metal−Organic Frameworks by Phosphate”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

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研究要点

要点1. 通过在金纳米颗粒（Au-NPs）的表面上建立物理壳，传感器不仅可以消除由等离子体暴露引起的金属纳米颗粒的随机组装，还可以产生ALP引起的Pi的自触发。Pi可以通过与Zn2+的配位来分解ZIF-8，因此可以破坏制备的PAZ NP的ZIF-8壳层结构。金纳米粒子被释放，然后聚集，进而导致SERS“热点”区域增加。

要点2. SERS信号的增强与ALP引发的水解释放的Pi水平直接相关。该策略的ALP响应范围为0.1至150 mU/mL时呈线性（r=0.996），检测限为0.03 mU/mL。

要点3. 该策略应用于ALP抑制剂的评估，证明了实施所开发的SERS策略以快速和选择性地分析人血清中的ALP的可能性。

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研究图文

图1. 基于磷酸盐自触发降解MOFs的碱性磷酸酶测定原理。

图2. Au NPs（A）、PATP-Au NP（B）和PAZ NP（C）的TEM。（D）ZIF-8、ZIF-8+PBS、PAZ NP、PAZ NPs+PBS和Au NP的XRD。（E）PAZ NP、Au NP、PATP-Au NP和ZIF-8的紫外-可见吸收光谱。（F）Au NP、ZIF-8和PAZ NP的FTIR。

图3.（A−D）SEM图像显示了添加不同浓度PBS（0、0.5、1和5mM）后ZIF-8颗粒的形态变化。PAZ NPs（E）和PAZ NPs+PBS（2 mM）（F）的TEM。（G）PBS中不同浓度（激发和发射波长在200至900 nm范围内）的PAZ NP的同步荧光光谱。（H）不同浓度的PBS中PAZ NP的SERS光谱。

图4. AA2P和ALP（A）之间的反应。与AA（a）、AA2P（b）、ALP（c）、AA和ALP（d）以及AA2P和ALP）（b）孵育的PAZ NP的SERS光谱。与AA（a）、AA2P（b）、ALP（c）、AA和ALP（d）以及AA2P和ALP（e）（c）孵育的PAZ NP的SERS峰面积的差异。PAZ NP在（D）酶水解之前和之后的TEM图像。

图5. （A）在不同浓度的ALP存在下，PAZ NP的SERS响应。（B）SERS强度与ALP浓度之间的线性关系（n=3）。

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文献详情

A Strategy for the Determination of Alkaline Phosphatase Based on the Self-Triggered Degradation of Metal−Organic Frameworks by Phosphate

Wei Wang, Jingkang Li, Yibing Liu, Wei Zhang, Ying Sun, Pinyi Ma,* Daqian Song*

Anal. Chem.

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05098