【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院合肥物質院固體所蔣長龍研究員團隊在熒光非侵入式可視化監測方面取得新進展。研究團隊利用銪-鏑金屬有機框架(Eu-Dy MOF)凝膠構建了一種非侵入式可穿戴眼貼熒光傳感器，并將其與智能手機的顏色識別功能相結合，實現對淚液中關鍵標志物溶菌酶的分析和監測。相關研究成果發表在Analytical Chemistry上。
溶菌酶(Lysozyme)因其優異的抗菌活性被稱為“人體自身的抗生素”。作為淚液中的重要功能蛋白質，溶菌酶已成為許多眼部疾病的潛在生物關鍵標志物。隨著社會的發展以及公眾健康意識的提升，迫切需要建立淚液中溶菌酶的快速檢測體系及非侵入式傳感裝置，這對淚液溶菌酶監測技術提出了更高的要求。傳統的檢測溶菌酶的方法雖然準確度高，但需借助大型儀器，操作復雜、專業性強、時間成本高，并且需要在醫療機構完成，這些限制了其在日常健康監測中的應用。相較而言，熒光法及其衍生出的光學傳感器憑借其簡單、快速、高靈敏度和易于可視化等優勢受到了越來越多的關注，為建立快速、便捷、無創的淚液檢測體系提供了新方案。
針對這一需求，研究團隊成功開發出非侵入式熒光可視化檢測新方法，拓展了眼貼熒光傳感器的應用范圍。該研究首先利用集成在眼貼傳感器上的功能化Eu-Dy MOF凝膠探針作為傳感單元，通過貼合在眼睛下方皮膚的眼貼收集分泌的淚液，再利用智能手機的拍照功能采集眼貼感應區在紫外燈激發下產生的顏色信號，最后通過手機顏色識別軟件進行分析。特別值得注意的是，由成核-生長機制形成的Eu-Dy MOF凝膠會與溶菌酶結合形成復合物，靜態猝滅機制和局部電子轉移將猝滅其藍色熒光。研究結果表明，基于Eu-Dy MOF凝膠探針的眼貼熒光傳感器的檢測限為1.5 nM，可實現對淚液樣品中溶菌酶含量的持續監測。
該研究中開發的眼貼熒光傳感器為非侵入式淚液溶菌酶檢測開辟了新途徑，進一步推動功能化MOFs熒光傳感器在個人健康監測、疾病預警及診療領域的廣泛應用。
上述研究工作得到了國家重點研究與發展計劃、國家自然科學基金項目、安徽省重點研究與發展計劃、安徽省自然科學基金的支持。
圖1. 基于Eu-Dy MOF凝膠的眼貼熒光傳感器設計及通過智能手機對溶菌酶進行實時檢測和定量分析。
圖2.基于Eu-Dy MOF凝膠眼貼的實物圖及添加不同濃度溶菌酶后發生的熒光顏色變化。
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