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Highly crystalline polyimide covalent organic framework as electrochemical sensing platform for the ultrasensitive detection of purine bases in DNA
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2023-11-29 , DOI: 10.1016/j.talanta.2023.125493
Lei Sun 1 , Hao Guo 1 , Xiaoqin Wei 1 , Zongyan Lu 1 , Mingyue Wang 1 , Zeyun Yang 1 , Yingfei Hui 1 , Zhiguo Yu 1 , Wu Yang 1
Talanta ( IF 5.6 ) Pub Date : 2023-11-29 , DOI: 10.1016/j.talanta.2023.125493
Lei Sun 1 , Hao Guo 1 , Xiaoqin Wei 1 , Zongyan Lu 1 , Mingyue Wang 1 , Zeyun Yang 1 , Yingfei Hui 1 , Zhiguo Yu 1 , Wu Yang 1
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It is of great significance to propose simple methods to detect DNA bases sensitively for biological analysis and medical diagnosis. Herein, a highly crystalline polyimide covalent organic framework (TAPM-COF) has been successfully synthesized via a solvothermal route using pyromellitic dianhydride (PMDA) and tris(4-aminophenyl) amine (TAPA), which possessed large specific surface area (2286 m2 g−1 ) and excellent thermal stability. Intriguingly, the crystallinity of the TAPM-COF improved significantly with the increase of water content in the reaction medium. To verify this phenomenon, we synthesized TPPM-COF with two pores by pyromellitic dianhydride (PMDA) and N,N,N′,N'-tetrakis(4-aminophenyl)-1,4-benzenediamine (TPDA), which bonding was similar to TAPM-COF. Furthermore, the prepared TAPM–COF–0.3 was used to construct a novel and independent electrochemical biosensor on glassy carbon electrode for simultaneously determination of adenine (A) and guanine (G) without other additives. However, to further improve signal of TAPM-COF in electrochemical sensing, the crystalline TAPM–COF–0.3 can be readily integrated with amino-functionalized multiwalled carbon nanotubes (NH2 -MWCNT) to form core-shell TAPM–COF–0.3@NH2 -MWCNT driven by a π–π stacking interaction for more sensitive electrochemical sensing toward purine bases. In comparison to TAPM-COF/GCE, the TAPM-COF@NH2 -MWCNT/GCE exhibited more favorable linear range and lower limit of detection. The work provided a new strategy for amplifying signal of COF in the field of electrochemical sensors.
中文翻译：
高结晶聚酰亚胺共价有机框架作为电化学传感平台，用于 DNA 中嘌呤碱基的超灵敏检测
提出简单、灵敏地检测DNA碱基的方法对于生物分析和医学诊断具有重要意义。在此，使用均苯四甲酸二酐（PMDA）和三（4-氨基苯基）胺（TAPA）通过溶剂热路线成功合成了高结晶聚酰亚胺共价有机骨架（TAPM-COF），其具有大比表面积（2286 m2 g） −1) 和优异的热稳定性。有趣的是，随着反应介质中水含量的增加，TAPM-COF的结晶度显着提高。为了验证这一现象，我们通过均苯四甲酸二酐（PMDA）和N,N,N',N'-四（4-氨基苯基）-1,4-苯二胺（TPDA）合成了具有两个孔的TPPM-COF，其键合相似至 TAPM-COF。此外，制备的TAPM-COF-0.3用于在玻碳电极上构建新型独立的电化学生物传感器，用于在不添加其他添加剂的情况下同时测定腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）。然而，为了进一步改善电化学传感中 TAPM-COF 的信号，结晶 TAPM–COF–0.3 可以很容易地与氨基功能化多壁碳纳米管 (NH2-MWCNT) 集成，形成核壳 TAPM–COF–0.3@NH2-多壁碳纳米管由 π-π 堆积相互作用驱动，可对嘌呤碱基进行更灵敏的电化学传感。与TAPM-COF/GCE相比，TAPM-COF@NH2-MWCNT/GCE表现出更良好的线性范围和更低的检测限。该工作为电化学传感器领域中COF信号放大提供了新的策略。
更新日期：2023-11-29
中文翻译：
高结晶聚酰亚胺共价有机框架作为电化学传感平台，用于 DNA 中嘌呤碱基的超灵敏检测
提出简单、灵敏地检测DNA碱基的方法对于生物分析和医学诊断具有重要意义。在此，使用均苯四甲酸二酐（PMDA）和三（4-氨基苯基）胺（TAPA）通过溶剂热路线成功合成了高结晶聚酰亚胺共价有机骨架（TAPM-COF），其具有大比表面积（2286 m2 g） −1) 和优异的热稳定性。有趣的是，随着反应介质中水含量的增加，TAPM-COF的结晶度显着提高。为了验证这一现象，我们通过均苯四甲酸二酐（PMDA）和N,N,N',N'-四（4-氨基苯基）-1,4-苯二胺（TPDA）合成了具有两个孔的TPPM-COF，其键合相似至 TAPM-COF。此外，制备的TAPM-COF-0.3用于在玻碳电极上构建新型独立的电化学生物传感器，用于在不添加其他添加剂的情况下同时测定腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）。然而，为了进一步改善电化学传感中 TAPM-COF 的信号，结晶 TAPM–COF–0.3 可以很容易地与氨基功能化多壁碳纳米管 (NH2-MWCNT) 集成，形成核壳 TAPM–COF–0.3@NH2-多壁碳纳米管由 π-π 堆积相互作用驱动，可对嘌呤碱基进行更灵敏的电化学传感。与TAPM-COF/GCE相比，TAPM-COF@NH2-MWCNT/GCE表现出更良好的线性范围和更低的检测限。该工作为电化学传感器领域中COF信号放大提供了新的策略。
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