金属有机框架材料及其在多巴胺检测方面应用的研究进展.pdf

金属有机框架材料及其在多巴胺检测方面应用的研究进展徐 丹1,余雅琦2,周 健2*(1.宜春学院 教务处,江西 宜春 3 3 6 0 0 0;2.江西省高校应用化学与化学生物学重点实验室,江西 宜春 3 3 6 0 0 0)摘 要:金属有机框架(MO F s)材料,具有结构可调整、孔隙率高、功能多样性等特点。MO F s可以与样品前处理技术、多种检测技术结合,近年来受到了学界的广泛关注,它在很多领域都显示出了巨大的潜力,特别在生物方面的应用吸引了强烈的研究兴趣。多巴胺(D A)是人类和哺乳动物脑中枢神经中的重要信息传递物质,近年来,其含量的测定日益成为研究者们关注的焦点。本文简单地介绍了金属有机框架材料,包括MO F s的发展、特点、合成以及常见应用,综述了近年来MO F s及其复合材料在多巴胺检测工作中所取得的研究进展,并对MO F s在D A检测中的应用潜力做出展望。关键词:多巴胺;金属有机框架;光化学;电化学;催化中图分类号:O 6 1 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 1 3 8 0 X(2 0 2 3)0 6 0 0 4 1 0 6R e s e a r c h P r o g r e s s o n M e t a l o r g a n i c F r a m e w o r k s a n d T h e i r A p p l i c a t i o n s i n D o p a m i n e D e t e c t i o nX U D a n1,Y U Y a q i2,Z HO U J i a n2*(1.O f f i c e o f A c a d e m i c A f f a i r s,Y i c h u n U n i v e r s i t y,Y i c h u n 3 3 6 0 0 0,C h i n a;2.K e y L a b o r a t o r y o f J i a n g x i U n i v e r s i t y f o r A p p l i e d C h e m i s t r y a n d C h e m i c a l B i o l o g y,Y i c h u n U n i v e r s i t y,Y i c h u n 3 3 6 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:D o p a m i n e(D A)i s a n i m p o r t a n t i n f o r m a t i o n t r a n s m i t t i n g s u b s t a n c e i n t h e c e n t r a l n e r v o u s s y s t e m o f h u-m a n a n d m a mm a l i a n b r a i n s.I n r e c e n t y e a r s,t h e d e t e c t i o n o f d o p a m i n e c o n t e n t h a s i n c r e a s i n g l y b e c o m e t h e f o c u s o f r e s e a r c h e r s.M e t a l o r g a n i c f r a m e w o r k s(MO F s)h a v e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f a d j u s t a b l e s t r u c t u r e,h i g h p o r o s i t y,f u n c t i o n a l d i v e r s i t y.MO F s c a n b e c o m b i n e d w i t h s a m p l e p r e t r e a t m e n t t e c h n i q u e s a n d v a r i o u s d e t e c t i o n t e c h n i q u e s.I n r e c e n t y e a r s,t h e y h a v e r e c e i v e d e x t e n s i v e a t t e n t i o n f r o m t h e a c a d e m i c c o mm u n i t y a n d h a v e s h o w n p o t e n t i a l a p p l i c a-t i o n p r o s p e c t s i n m a n y f i e l d s,e s p e c i a l l y b i o l o g i c a l a p p l i c a t i o n s h a v e a t t r a c t e d a w i d e r a n g e o f s t r o n g r e s e a r c h i n t e r-e s t s.T h i s p a p e r b r i e f l y i n t r o d u c e s t h e m e t a l o r g a n i c f r a m e w o r k m a t e r i a l s,i n c l u d i n g t h e d e v e l o p m e n t,c h a r a c t e r i s-t i c s,s y n t h e s i s a n d c o mm o n a p p l i c a t i o n s o f MO F s,a n d r e v i e w s s o m e r e s e a r c h p r o g r e s s o f MO F s a n d t h e i r c o m p o s-i t e s i n t h e d e t e c t i o n o f d o p a m i n e i n r e c e n t y e a r s.F i n a l l y,t h e a p p l i c a t i o n p r o s p e c t o f MO F s i n d o p a m i n e d e t e c t i o n i s p r o s p e c t e d.K e y w o r d s:d o p a m i n e;m e t a l o r g a n i c f r a m e w o r k s;p h o t o c h e m i s t r y;e l e c t r o c h e m i s t r y;c a t a l y s i s 多巴胺是一种特殊的神经递质,它存在于人体组织,如肾、中枢神经等,其水平与众多人类的重大疾病密切相关,例如精神分裂症、帕金森和阿兹海默症等,还发挥着多种生理功能。为了更好地协助临床分析和保障人类健康,对多巴胺含量的识别与检测是控制和消除其失常所引起危害的重要因素,因此建立简便、灵敏的方法来检测多巴胺的水平具有重要意义。金属有机骨架(MO F s)是一种新型的具有周期14第4 5卷 第6期2 0 2 3年6月 宜春学院学报J o u r n a l o f Y i c h u n U n i v e r s i t y V o l.4 5,N o.6J u n.2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 3 0 6 1 8基金项目:江西省教育厅科学技术研究项目“六硼化镧近红外吸收性能调控机制研究”(编号:G J J 2 1 1 6 1 6);江西省基础教育研究课题“双减背景下化学科普实验的美育功能研究”(编号:S Z UY CHX 2 0 2 2 1 0 3 1);宜春学院教学改革研究项目“基于化学实验创新设计大赛提升化学类专业应用型人才创新能力的探索与实践”(编号:Y C U J G 2 0 2 2 1 5)。作者简介:徐丹(1 9 7 7),女,江西宜春人,实验师,研究方向为学生培养。*通信作者:周健(1 9 8 1),女,湖南湘西人,副教授,博士,研究方向为材料化学。性的多孔晶体,由金属簇基或金属离子与有机配体之间的配合键结合而成,是一个涉及多门学科的新兴课题。11 9 9 5年,Y a g h i2研究课题组以金属钴为基点,以吡啶为基体,制备出首例MO F s材料。自此以后,MO F s的合成由过渡金属向稀土、碱金属的发展。MO F s可以由多种多样的有机物配体构建,其中具有高度选择性的配体与金属间的组装方式各异,使MO F s呈现了十分丰富的结构多样性。3与传统材料相比较,MO F s具有比较强的化学稳定性与热稳定性、孔隙率可调和、比表面积大等独特性质,且还具有多样化的结构及功能特点。因而,在近年来,MO F s的结构和设计合成已经受到人们的重视,同时也显示出了其在各个领域的应用潜力,其中包括质子导体、传感、催化、气体吸附与分离、生物方面等。其中,MO F s在生物方面的应用包括生物检测、药物载体与运输、生物富集。在生物检测方面,尤其是金属离子、过氧化氢、葡萄糖、多巴胺等小分子的生物传感分析,MO F s作为电修饰材料、荧光探针、多级孔材料等应用于分析检测,可以使操作快速、提高检测灵敏度、降低成本等。本文介绍了MO F s材料的发展及其特点,重点聚焦了近年来MO F s及其复合材料在多巴胺检测中应用的研究进展,主要包括利用MO F s材料的电化学性质、光学性质和作为模拟酶的催化性质应用的研究,讨论了MO F s材料应用于多巴胺检测的优势和挑战,以及做出了对未来展望。1 金属有机框架材料(MO F s)1.1 MO F s材料化合物发展MO F s是以金属簇或金属离子作节点,再以有机物配体作链接,通过在两者之间形成配位键,或与其它分子相互作用(包含范德华力、氢键作用和 堆积等)自行组装成的一种具有多维网络结构的、周期性的多孔晶态材料。45MO F s的发展起源为配位化学,但又与传统的配位聚合物不相同,此外,MO F s还可设计和裁剪结构,调节孔径尺寸,因此,它的出现引起了众多科研工作者的极大关注。6基于Y a g h i2课题组首次提出MO F s这一概念,其将无机金属离子和有机配体共同构建的结构命名为金属有机骨架。而在之后的二十年,经过国内外许多研究者们的不断努力,数量众多的结构新颖、制备简单、性能优异的MO F s材料相继被报道,按照具有代表性的研究小组与其组分单元,可将这种材料分为类沸石咪唑酯骨架材料、网状金属有机骨架材料、孔通道式骨架材料、莱瓦希尔骨架材料四大系列,并且还有其他种类的MO F s材料也正在不断发展。7除了结构日益新颖独特、种类更丰富外,随着现代科学技术及方法的快速发展,各学科和研究领域之间相互融合、渗透,联系不断加深,关于MO F s材料应用与性能的研究也正在不断地深入与拓展。1.2 MO F s材料化合物的特点MO F s材料作为新型杂化材料,其中的有机与无机组分性质各有差异,但两者协同作用,从而使MO F s材料展示出以下独特性质:1)高孔隙率及高比表面积。金属离子与有机配体配位,构成尺寸固定的规则孔道,通过活化除去孔道中充填的模板剂、溶剂等,形成真正的多孔结构,从而使MO F s具备较大的比表面积和多孔性。在实际应用中,选择孔道尺寸适宜的MO F s材料可以负载酶、蛋白质等大分子应用于药物载体。另外,在多肽片段或蛋白的吸附和分离中,可以按照材料的性质和分子筛作用,再按照分子的相互作用力或者大小的差别来进行分离。同时,比表面积对多孔介质的吸附率和催化活性有一定的影响;2)结构组成多样化。选择各式各样的有机配体和金属离子,变换合成方法和合成产物修饰方法,可调节MO F s材料的组成和结构,最终使其获得多样化的功能;3)金属位点不饱和。空间位阻作用使金属离子的配位点在与有机配合物结合的同时,还能部分被一些小溶剂分子(如水、乙醇、二甲基甲酰胺等)占据,经过加热或真空处理活化后,这些配位点被曝光后并使MO F s具有某些独特的性质,例如MO F s材料通过与含有氨基或羧基的物质进行配位成为多肽片段分离或药物载体的有效手段。4)发光性。MO F s的发光性主要源自配体,特别是具有高共轭结构的配体与金属离子(如镧系金属、稀土金属等),及两者间的电子转移。此外,存在于MO F s中的客体分子也可使MO F s具有荧光。1.3 MO F s材料的合成合成MO F s材料的方法有许多,多见报道的是微波超声法、水热法、扩散法和饱和度法。通过查阅文献8可得,非水技术是MO F合成中的重要方法,例如微波、超声、机械化学、高通量和电化学等合成方法;自下而上及有机配体和金属节点自组装法在MO F的制备中则最常用。以下简单介绍微波合成法和超声合成法。(1)微波合成法微波合成法利用电磁波辐射作用产生能量,于反应中形成热点,金属离子与溶剂分子间局部快速升温,晶核迅速形成,结晶随之出现。该方法反应条件温和,合成速度快,产物颗粒尺寸均一。(2)超声合成法24第6期 宜春学院学报 第4 5卷超声合成法利用高频超声波处理含有金属离子和有机配体的混合溶液,促使材料的合成。高频超声波能提高金属离子在合成过程中的分散性,使产物晶体的颗粒大小与形貌更规则、均一。它也是一种超声波在材料的快速、绿色、环保合成中的应用之一。1.4 MO F s材料的应用基于以上这些独特新颖的性质,MO F s已被广泛应用于分析检测、靶向药物的运输及释放、催化和样品分离纯化等领域。1)催化。催化是MO F s功能应用中发展比较快的一个方面。MO F s具有均匀分散、高密度分布的催化活性部位,而高孔隙结构则能确保各活性中心的接触;此外,MO F s的孔径对催化剂和反应基质的转移起到了重要作用。目前,MO F s还在偶联反应、酯化反应、氧化反应、酰化反应等多种有机反应中大显身手,如K i m课题组就曾以D酒石酸和Z n2+为原料,合成具有手性的金属有机骨架材料DP O S T 1,并挖掘了它的不对称催化活性,可催化转酯反应。9近年来,MO F s及其复合材料在多相催化方面取得一些进展,并且在光催化以及其为模板构建的多孔纳米材料在催化(尤其是电催化)方向的成果也收获匪浅。1 02)吸附与分离。自二十世纪9 0年代被普及后,MO F s材料就给吸附领域带来了极大冲击,尤其是对小分子气体具有优良的选择性吸附性能,在有毒气体以及温室气体的吸附和分离的应用得到了广泛的重视。比如一些研究小组通过对MO F s材料进行改性,可以对C O2进行特殊的吸附和分离,D e m e s s e n c e等1 1利用MO F s物质H3(C u4C l)3(B T T r i)8中不饱和金属C u与乙二胺配合,改性后的MO F s材料包含了显露的氨基,用于吸收C O2。结果表明,改性前后的C O2吸热从2 0 K J/m o l增加到9 0 K J/m o l。因此,MO F s的吸附与分离性质对其在环境保护中的应用具有重大意义。3)分析检测。鉴于金属有机框架良好的可调节性,研究工作者通过引入具有传感性能的金属离子或有机配体,如荧光性能优异的稀土金属,1 2使MO F s转变为新型纳米传感器材料,在离子或小分子的分析检测中展现出广阔的应用前景,Y a n g等1 3通过M I L 5 3(A l)中A l3+与外加的F e3+交换,使得F e3+的荧光淬灭,从而可以建立选择性检测的方法。除发光性质外,MO F s的催化性能应用在分析检测日益受到了重视。1 4例如,有研究者将C oMO F的催化性能用于构筑鲁米诺化学发光体系,从而实现了检测血清中L半胱氨酸。1 54)药物载体与运输。在过去的研究中,生物医学研究致力用基础的材料将药物运输到人体内特定的部位,但对于开发出能有效控制药物运输的新材料是一项具有极大挑战性的任务,因为药物载体材料必须具有良好的生物相容性和低毒性。MO F s材料有类似于大型生物分子系统和酶,能够在受到限制的环境下封装客体分子,可以精准的进行表面修饰,如使用脂族烃进行官能团化后可获得生物相容性和两亲性的超分子,1 6同时,由于其高的载药量和功能的多样性,可以被广泛用于制药领域的递送剂和药物载体。2 MO F s材料在多巴胺检测方面的应用随着当今社会经济迅速地发展,人们的健康意识有了很大的提升,对医疗水平的要求也越来越高。基于MO F s材料具有许多卓越的特点,其必将在医学诊断、药物控释、免疫分析等生物领域得到蓬勃发展。本文将综述从运用MO F s材料的电化学性质、光性质、催化性质进行检测多巴胺的研究进展。2.1 MO F s材料的电化学性质应用于多巴胺检测电化学方法是一类简单方便的分析方法,其具有容易小型化、高的灵敏度、低廉的成本等优点,比较适合用于D A的检测。MO F s材料的多活性位点、多孔和高比表面积等特点使得其可以单独当作修饰材料修饰电极表面。2 0 1 9年,T u等1 7采用微波技术,以C o(I I)2甲基咪唑酸盐MO F(Z I F 6 7)为载体,对玻碳电极(G C E)修饰改性,同时测定D A和对乙酰氨基酚。为得到亚微摩尔数量级的检测限从而利用差分脉冲法,作者认为MO F与它们之间的强相互作用是使得Z I F 6 7对D A和对乙酰氨基酚信号起到促进的原因。被测物中含有的苯环结构与Z I F 6 7的咪唑配体之间的 堆积作用,还有被测物中的氮原子与金属节点C o(I I)之间的配位作用都加强了修饰电极表面聚集分析物分子,从而提升了电子迁移速率。但是鉴于MO F s直接应用于电化学传感的一些缺点,即其导电性较差,影响了电荷的传输。此外,很多MO F s材料与裸露的电极如玻璃碳电极的表面亲合度较低,往往会造成性能不稳定,甚至会直接脱落。目前,已有较多的研究通过复合MO F s材料与具有优异导电性能的材料,如石墨烯、碳纳米管、金属纳米材料等,再修饰至电极表面上,从而提高MO F s的导电能力。2 0 1 7年,H u a n g1 8课题组报道了一篇有关Z r MO F s材料对D A的电化学检测。本实验采用溶剂热方法,在MO F 5 2 5中掺杂聚3,4乙烯二氧噻吩纳米管(P E D O T N T s),最后合成了MO F 5 2 5P E D O T N T s复合材料。它作为电极修饰材料,能提供大量电化学活性位点和电子转移通道,因而,电子转移速率提高,峰值电流也显著提升。用0.1 M的34第6期 徐 丹,余雅琦,周 健:金属有机框架材料及其在多巴胺检测方面应用的研究进展 第4 5卷醋酸缓冲液(p H=5.0)中进行实验,测定得其峰值电流与D A分子的浓度在2 2 7 0 M范围内有较好的线性关系,其检测限为0.0 4 M。邵姗等1 9科研工作者以N i、C o双金属为中心原子,5,1 0,1 5,2 0四(4羧基苯基)卟啉(T C P P)为有机配体,制备MO F s作催化材料,再通过水热法,用还原氧化石墨烯(r G O)作基材制得r G o N i C o T C P P,用滴涂法将其修饰在玻碳电极上后滴涂乙炔黑(A C E T),得到G C E/r G ON i C o T C P P/A C E T电极,在磷酸缓冲溶液(p H=6.5)中进行实验,其对D A具有较高的电流响应(检出限为0.1 9 8 m o l/L)及较宽线性范围(0.4 1 6 0 m o l/L)。但是,MO F s用作电极修饰材料的种类数量有限,在一定程度上受到其具有水溶性和较差机械性能的影响。X i a o等2 0将双金属型Z I F 6 7Z I F 8 MO F材料进行P掺杂,再作为前驱体分散于N掺杂的碳颗粒(N C S)上,设计得一种较新颖核壳结构的双金属型MO F材料修饰的G C E电极 C o PC/N C S/G C E,在方波溶出伏安法中对D A的检测限可达0.0 3 M。L i u等2 1利用一步法快速制备了MO F 2 3 5,并用于修饰G C E,在检测中能实现D A和尿酸的同时响应。表1 M O F s复合材料类电化学传感器在多巴胺检测中的应用序序号号金金属属有有机机框框架架线线性性范范围围检检出出限限参参考考文文献献1Z r MO F s2 2 7 0 M0.0 4 M1 82G C E/r G ON i C o T C P P/A C E T0.4 1 6 0 m o l/L0.1 9 8 m o l/L1 93C o P C/N C S/G C E5.0 4 0 0.0 M0.0 3 M2 04MO F 2 3 5/G C E1 0 9 0 M3.3 4 M2 1 另外,为了防止MO F s在导电介质中的分散性能差而使其电子传输性能降低,黄乐舒等2 2采用MO F s材料自身为模板制备衍生材料,与MO F s和导电材料复合的方法相比,不但提高了材料的导电性能,而且保留了MO F s本身的比表面积和多孔结构。该实验以MO F s F e作为先导,首先通过热解法制备金属有机骨架多孔碳材料(M P P C),然后构建一种金属有机骨架衍生物多孔碳修饰玻碳电极(M P P C/G C E),采用差分脉冲伏安法对D A和乙酰氨基酚在该修饰电极上进行电化学分析及检测浓度。实验结果表明,当溶剂体系为0.1 m o l/L磷酸盐缓冲液(p H=7.0),在M P P C/G C E上固定A C的浓度为2 0 m o l/L时,测得D A的峰值电流在浓度1 1 1 9 m o l/L的范围内线性增加。2.2 MO F s材料的光学性质应用于多巴胺检测MO F s材料能够通过参与配体 金属电荷转移、金属 配体电荷转移和配体 配体电荷转移的过程而微妙地影响系统的发射而发出光。除此之外,MO F s结构中的客体分子也可使MO F s具有荧光。然而,并非所有MO F s都具有荧光,通常也可用于测定微量金属离子。根据文献分析,相比于色谱法和电化学法,光谱法用于检测D A在近年的研究中发展相对缓慢,但光谱法更稳定、简单、快速。赵超等2 3制备了一种含铁金属有机骨架材料,利用其荧光性质,建立高效、简单的D A检测荧光光度法。作为荧光探针的F eM I L 8 8 N H2 MO F s,具有源于配体2氨基对苯二甲酸的优异发光性能,可在4 3 0 n m表现出较强的荧光发射峰。D A在碱性条件下被环境中的氧氧化成醌式结构,继而通过与F e M I L 8 8 N H2 MO F s间的电子转移,使其荧光淬灭,达到检测D A的作用。W a n g等2 4都报道了U i o 6 6 N H2型MO F材料作荧光探针检测D A和还原型谷胱甘肽的研究,该方法在D A浓度为4 5 0 M范围内呈良好线性关系,检测限为0.6 8 M。Z h a o等2 5研究了R h B MO F 8 0 8荧光探针对D A和F e3+的快速检测。2.3 MO F s材料的催化性质应用于多巴胺检测鉴于天然酶的化学本质是蛋白质,在极端环境下,它易因结构改变而失去活性,从而降低催化效率。与稳定性差和制备回收成本高的天然酶相比,作为模拟酶的MO F s材料因结构稳、成本低、易回收、活性可调和易贮存等优点,其发展与应用日益备受关注。MO F s的有机配体与金属节点的有序阵列提供了多种触媒位置,还赋予了其类酶特性。除此之外,MO F s孔隙率可调和结构多样等特性也加强了其功能性化和催化性能。2 0 1 6年,赵超等2 3利用具有模拟酶活性的F e M I L 8 8建立灵敏简单的荧光光度法,实现对D A的检测。在这个实验体系中,F eM I L8 8在H2O2存在下倾向于催化氧化非荧光的信号分子邻苯二氨(O P D)为2,3二氨基吩嗪(D A P),从而发出弱的荧光信号。有趣的是,当引入D A后,可以观察到荧光的显著增强。D A的线性范围为5 0 n m o l/L 3 0 m o l/L,其检出限为0.0 4 6 m o l/L。一些MO F s材料能够与TM B发生显色反应,在含有H2O2的环境下,D A能够抑制MO F s的催化活性,因此建立比色分析法实现对D A的测定。2 0 1 7年,苗向阳等2 6科研工作人员们利用具有催化H2O2性能的C uMO FC u3(B T C)2(H2O)3,简称H K U S T1,构筑以O P D为颜色指示分子的比色传感体系,44第6期 宜春学院学报 第4 5卷实现了D A的快速检测。在H2O2和O P D同时存在时,H K U S T 1能够产生特征的黄色反应,当引入D A抑制催化活性后可以建立一个快速、简单的D A生物传感器,线性范围分别为0.2 5 5 m o l/L和2.5 2 5 m o l/L,相对标准偏差分别为0.9 7 8 3和0.9 7 0 5,最低检出限为0.2 6 2 m o l/L。该实验采用的MO F材料未经过任何修饰,材料合成方法简单,并且是首次应用C u B T C MO F s材料于水相中检测D A的报道。2 0 1 8年,王伟2 7合成了具有氧化催化性的中空Z I F6 7(H C o Z I F)纳米球,无需负载其它催化物质实现对生物分子的检测。H C o Z I F与TM B之间存在较强的亲和性,能够迅速催化TM B氧化以发生显色反应,基于D A抑制其催化活性,构建可靠、简单的比色分析法检测D A,其中D A的线性范围为0.0 21 0 M,检出限为0.0 1 2 M。C h e n等2 8将F e N P s包封于MO F s衍生的富氮碳中,从而得到F e N P s/N C。在H2O2存在下,具有过氧化物酶活性的F e N P s/N C能催化TM B氧化成蓝色产物,D A能明显地抑制F e N P s/N C的类酶作用,从而导致产物的蓝色褪色,以此构建了一种用于D A分子定量分析且较灵敏的比色传感器,其线性范围为0.0 14 0 m o l/L,检出限为0.0 1 m o l/L。2 0 1 9年,W a n g等2 9利用水热法合成模拟酶MO F sC u(P D A)(D M F),其结构中含有C u2+和1,1 0菲罗啉2,9二羧酸(H2P D A),具有较高过氧化物酶催化活性,使无色底物TM B与H2O2反应,生成蓝色产物。但是,多巴胺的存在会显著抑制其过氧化物酶活性。据此,他们建立了一种高灵敏度和高选择性的D A比色检测法,还探索此种材料在药物样品和人类尿液D A检测中的应用,并表现出强劲的催化活性和良好的稳定性。表2 M O F s催化性能在多巴胺检测中的应用序序号号金金属属有有机机框框架架线线性性范范围围检检出出限限参参考考文文献献1F e M I L 8 85 0 n m o l/L 3 0 m o l/L0.0 4 6 m o l/L2 32C u MO F0.2 5 5 m o l/L和2.5 2 5 m o l/L0.2 6 2 m o l/L2 63Z I F 6 7(H C o Z I F)0.0 2 1 0 M0.0 1 2 M2 74F e N P s/N C0.0 1 4 0 m o l/0.0 1 m o l/L2 85C u(P D A)(DM F)1 0 1 0 0 m o l/L/2 93 结论与展望MO F s是一种近年发展起来的新型材料,因其卓越性能而在生物医学、食品安全、环境监测等领域受到重视。本文简要介绍了MO F s及其衍生材料在检测多巴胺方面的一些应用,需要指出的是,在其他生物分子的检测中,MO F s材料的应用也极其广泛。MO F s在电化学、荧光和比色传感器等方面检测多巴胺得到了广泛的应用,其特点为响应速度快、成本低、灵敏度高、操作简单。但MO F s用于多巴胺的研究尚属初期,还存在以下问题:1)MO F s导电性能较差,直接用作电极材料有一定的局限性;2)MO F s具有一定程度的水溶性,众多已报导的发光MO F s在金属配位处或节点处易水解,水解后生成氢氧化物金属节点和质子化的连接点,最终使MO F s发生结构坍塌;3)大部分MO F s的催化活性要求在酸性(p H 6.0)而非近中性条件(p H 6.0 7.0)下作用,这在某种程度上限制了它的使用。以上问题制约了MO F s应用于多巴胺检测。因而,在今后的研究中,为使其优良的性质更为广泛地推广至多巴胺的检测中,研究者可专注于以下几方面的研究:1)通过掺杂及合成后修饰等方法,借助其他具有特定功能的纳米材料,如A u N P s、F e3O4,协同增强MO F s的催化活性或荧光性能;2)可以拓展MO F s模拟酶与电化学检测法进行联用,利用电化学分析灵敏地检测生化反应中电子的移动,并以电信号输出,能够便于分析体系中待测物的含量,从而避免比色传感器中造成的检测不灵敏、数据不准确的现象。神经递质多巴胺的痕量测定在临床医学及疾病诊断具有重大意义,研制准确、快速、高灵敏度的多巴胺检测技术已成为发展的趋势。综上所述,在多巴胺的检测方面,金属有机框架材料的研究具有宽广的空间和深远的价值,将提供许多有效且新颖的途径。参考文献:1R O J A S S,H o e c a j a d a R.M e t a l o r g a n i c f r a m e w o r k s f o r t h e r e m o v a l o f e m e r g i n g o r g a n i c c o n t a m i n a n t s i n w a t e rJ.C h e-m i c a l R e v i e w,2 0 2 0,1 2 0(1 6):8 3 7 8 8 4 1 5.2Y a g h i O M,L i H l.H y d r o t h e r m a l s y n t h e s i s o f a m e t a lo r g a n i c f r a m e w o r k c o n t a i n i n g l a r g e r e c t a n g u l a r c h a n n e l sJ.J o u r n a l o f t h e Am e r i c a n C h e m i c a l S o c i e t y,1 9 9 5,1 1 7(4 1):1 0 4 0 1 1 0 4 0 2.3T r a n c h e m o n t a g e D J,M e n d o z a C o r t s,J o s L,e t a l.S e c-o n d a r y b u i l d i n g u n i t s,n e t s a n d b o n d i n g i n t h e c h e m i s t r y o f m e t a lo r g a n i c f r a m e w o r k sJ.C h e m i c a l S o c i e t y R e v i e w s,2 0 0 9,3 8(5):1 2 5 7 1 2 8 3.4R o w s e l l L C,Y a g h i O M.M e t a l o r g a n i c f r a m e w o r k s:a n e w c l a s s o f p o r o u s m a t e r i a l sJ.M i c r o p o r o u s a n d M e s o-p o r o u s M a t e r i a l s,2 0 0 4,7 3(1 2):3 1 4.(下转第4 9页)54第6期 徐 丹,余雅琦,周 健:金属有机框架材料及其在多巴胺检测方面应用的研究进展 第4 5卷应的功能。通过多次的实验验证,证明了该设计运行稳定,操作简易。参考文献:1雷道仲,罗政球,廖永忠.基于单片机的球赛计时计分器设计J.湖南第一师范学报,2 0 0 9,9(4):1 6 4 1 6 6.2王子权,黄巍,林颖杰,等.基于S TM 3 2的气液压力装置定时充排系统设计J.液压与气动,2 0 2 1,4 5(4):1 5 3 1 5 9.3杨伟,肖义平.基于S TM 3 2 F 1 0 3 C 8 T 6单片机的L C D显示系统设计J.微型机与应用,2 0 1 4,3 3(2 0):2 9 3 1.4宋林,黄麒萱.基于S TM 3 2 F 1 0 3 C 8 T 6的燃气泄漏检测装置设计J.无线互联科技,2 0 2 2,1 9(1 7):7 9 8 1.5吕杨,安厚儒,李蓓茹,等.基于S TM 3 2 F 1 0 3 C 8 T 6的智能车载安全系统设计J.传感器与微系统,2 0 2 2,4 1(9):9 5 9 8.(上接第4 5页)5J a n i a k C,V i e t h J K.MO F s,M I L s a n d m o r e:c o n c e p t s,p r o p-e r t i e s a n d a p p l i c a t i o n f o r p o r o u s c o o r d i n a t i o n n e t w o r k s(P C-N s)J.N e w J o u r n a l o f C h e m i s t r y,2 0 1 0,4 2(3):2 3 6 6 2 3 8 8.6Z h o u H C,L o n g J R,Y a g h i O M.I n t r o d u c t i o n t o m e t a lo r g a n i c f r a m e w o r k sJ.C h e m i c a l R e v i e w s,2 0 1 2,1 1 2(2):6 7 3 6 7 4.7徐群娜,仇瑞杰,马建中.聚合物基MO F s复合材料的制备及应用J.材料导报,2 0 2 0,3 4(8):1 5 1 5 1 1 5 1 6 0.8Z h o u H C,K i t a g a w a S.M e t a l O r g a n i c F r a m e w o r k s(MO F s)J.C h e m i c a l S o c i e t y R e v i e w s,2 0 1 4,4 3(1 6):5 4 1 5 5 4 1 8.9L e e Y R,K i m J,A h n W S.S y n t h e s i s o f m e t a lo r g a n i c f r a m e w o r k s:A m i n i r e v i e wJ.K o r e a n J o u r n a l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g,2 0 1 3,3 0(9):1 6 6 7 1 6 8 0.1 0S e o J S,W a n g D,L e e H,e t a l.A h o m o c h i r a l m e t a l o r g a n i c p o r o u s m a t e r i a l f o r e n a n t i o s e l e c t i v e s e p a r a t i o n a n d c a t a l y s i sJ.N a t u r e,2 0 0 0,4 0 4:9 8 2 9 8 6.1 1D e m e s s e n c e A,DA l e s s a n d r o D M,F o o M L,e t a l.S t r o n g C O2 b i n d i n g i n a w a t e r s t a b l e,t r i a z o l a t e b r i d g e d m e t a lo r g a n i c