据麦姆斯咨询报道，日本筑波大学（University of Tsukuba）的研究人员开发了一种新材料，能更高效地利用酶，提高用于医疗保健及其它应用的电化学生物传感器中酶的反应效率和长期稳定性。此外，研究人员还大大提高了生物传感器的性能。
通过配体取代合成制备氧化还原活性MOF
该研究成果已经以“Rational design of redox active metal organic frameworks for mediated electron transfer of enzymes”为题发表在Materials Horizons期刊上。
酶在人体和自然界发生的化学反应中发挥着至关重要的作用。然而，如何在酶和电极之间实现有效且高效的电子转移，仍然是将酶用于传感器等电子器件（尤其是传统技术）的一大挑战。
筑波大学的研究人员利用一种名为金属有机框架（MOF）的特殊材料解决了这一难题。MOF是金属和有机连接体的组合，可形成多孔的晶体结构，常用于气体吸附/分离等领域。
一般来说，MOF本身不具有氧化还原活性，导电性能也很差。因此，研究人员利用促进电子传导、促成特定氧化还原反应的材料（此类材料称为氧化还原介质）对MOF结构进行了改良。经过修饰的MOF材料就像“导线”，使酶和电极之间能够进行高效的电子交换。
Co-MeIm和CNT/Co-MeIm的TEM图像显示，部分碳纳米管被包裹在Co-MeIm晶体内。Co-MeIm是一种含有钴（Co）和2-甲基咪唑（MeIm）的配合物，在材料科学和化学领域中具有重要应用，特别是在MOF和催化剂的合成应用中。
此外，其MOF设计允许轻松进入酶的埋藏活性位点。另一个重要方面是，设计适当的纳米级结构并实施有效的固定策略，将酶保留在电极表面。这有助于防止酶浸出，因为酶浸出会导致测量结果不准确。
CNT/Co-MeIm-NQSO介导的酶的电子传递途径
这些创新策略使基于酶的生物传感器能够进行高效且稳定的长期测量。
这项研究成果未来有望应用于疾病诊断、环境监测和可持续能源技术等多个领域。研究团队相信，他们的研究不仅能促进科学进步，还能改善人们的生活。
论文链接：
https://doi.org/10.1039/D4MH01538J
延伸阅读：《可穿戴传感器技术及市场-2025版》《即时诊断应用的生物传感器技术及市场-2022版》
据麦姆斯咨询报道，日本筑波大学（University of Tsukuba）的研究人员开发了一种新材料，能更高效地利用酶，提高用于医疗保健及其它应用的电化学生物传感器中酶的反应效率和长期稳定性。此外，研究人员还大大提高了生物传感器的性能。
通过配体取代合成制备氧化还原活性MOF
该研究成果已经以“Rational design of redox active metal organic frameworks for mediated electron transfer of enzymes”为题发表在Materials Horizons期刊上。
酶在人体和自然界发生的化学反应中发挥着至关重要的作用。然而，如何在酶和电极之间实现有效且高效的电子转移，仍然是将酶用于传感器等电子器件（尤其是传统技术）的一大挑战。
筑波大学的研究人员利用一种名为金属有机框架（MOF）的特殊材料解决了这一难题。MOF是金属和有机连接体的组合，可形成多孔的晶体结构，常用于气体吸附/分离等领域。
一般来说，MOF本身不具有氧化还原活性，导电性能也很差。因此，研究人员利用促进电子传导、促成特定氧化还原反应的材料（此类材料称为氧化还原介质）对MOF结构进行了改良。经过修饰的MOF材料就像“导线”，使酶和电极之间能够进行高效的电子交换。
Co-MeIm和CNT/Co-MeIm的TEM图像显示，部分碳纳米管被包裹在Co-MeIm晶体内。Co-MeIm是一种含有钴（Co）和2-甲基咪唑（MeIm）的配合物，在材料科学和化学领域中具有重要应用，特别是在MOF和催化剂的合成应用中。
此外，其MOF设计允许轻松进入酶的埋藏活性位点。另一个重要方面是，设计适当的纳米级结构并实施有效的固定策略，将酶保留在电极表面。这有助于防止酶浸出，因为酶浸出会导致测量结果不准确。
CNT/Co-MeIm-NQSO介导的酶的电子传递途径
这些创新策略使基于酶的生物传感器能够进行高效且稳定的长期测量。
这项研究成果未来有望应用于疾病诊断、环境监测和可持续能源技术等多个领域。研究团队相信，他们的研究不仅能促进科学进步，还能改善人们的生活。
论文链接：
https://doi.org/10.1039/D4MH01538J
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