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Highly Light-Harvesting MOF-on-MOF Heterostructure: Cascading Functionality to Flexible Photogating of Organic Photoelectrochemical Transistor and Bienzyme Cascade Detection
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-02-14 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c00173 Xiao-Mei Shi 1 , Zhen Wang 2, 3 , Miao-Hua Chen 2 , Qing-Qing Wu 2 , Feng-Zao Chen 4 , Gao-Chao Fan 1, 3 , Wei-Wei Zhao 2
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-02-14 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c00173 Xiao-Mei Shi 1 , Zhen Wang 2, 3 , Miao-Hua Chen 2 , Qing-Qing Wu 2 , Feng-Zao Chen 4 , Gao-Chao Fan 1, 3 , Wei-Wei Zhao 2
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Recently, organic photoelectrochemical transistor (OPECT) bioanalysis has become a prominent technique for the high-performance detection of biomolecules. However, as a sensitive index of the OPECT, the dynamic regulation transconductance (gm) is still severely deficient. Herein, this work reports a new photosensitive metal–organic framework (MOF-on-MOF) heterostructure for the effective modulation of maximum gm and natural bienzyme interfacing toward choline detection. Specifically, the bidentate ligand MOF (b-MOF) was assembled onto the UiO-66 MOF (u-MOF) by a modular assembly method, which could facilitate the charge separation and generate enhanced photocurrents and offer a biophilic environment for the immobilization of choline oxidase (ChOx) and horseradish peroxidase (HRP) through hydrogen-bonded bridges. The transconductance of the OPECT could be flexibly altered by increased light intensity to maximal value at zero gate bias, and sensitive choline detection was achieved with a detection limit of 0.2 μM. This work reveals the potential of MOF-on-MOF heterostructures for futuristic optobioelectronics.
中文翻译：
高光捕获 MOF-on-MOF 异质结构：有机光电化学晶体管灵活光电门控的级联功能和双酶级联检测
近年来，有机光电化学晶体管（OPECT）生物分析已成为生物分子高性能检测的一项重要技术。然而，作为OPECT的敏感指标，动态调节跨导( g m )仍然严重不足。在此，这项工作报告了一种新的光敏金属有机框架（MOF-on-MOF）异质结构，用于有效调节最大g m和天然双酶界面以实现胆碱检测。具体来说，通过模块化组装方法将双齿配体MOF（b-MOF）组装到UiO-66 MOF（u-MOF）上，这可以促进电荷分离并产生增强的光电流，并为胆碱的固定化提供亲生物环境通过氢键桥氧化酶 (ChOx) 和辣根过氧化物酶 (HRP)。 OPECT 的跨导可以通过增加光强度灵活改变，在零门偏压下达到最大值，并且实现了灵敏的胆碱检测，检测限为 0.2 μM。这项工作揭示了 MOF-on-MOF 异质结构在未来光生物电子学中的潜力。
更新日期：2024-02-14
中文翻译：
高光捕获 MOF-on-MOF 异质结构：有机光电化学晶体管灵活光电门控的级联功能和双酶级联检测
近年来，有机光电化学晶体管（OPECT）生物分析已成为生物分子高性能检测的一项重要技术。然而，作为OPECT的敏感指标，动态调节跨导( g m )仍然严重不足。在此，这项工作报告了一种新的光敏金属有机框架（MOF-on-MOF）异质结构，用于有效调节最大g m和天然双酶界面以实现胆碱检测。具体来说，通过模块化组装方法将双齿配体MOF（b-MOF）组装到UiO-66 MOF（u-MOF）上，这可以促进电荷分离并产生增强的光电流，并为胆碱的固定化提供亲生物环境通过氢键桥氧化酶 (ChOx) 和辣根过氧化物酶 (HRP)。 OPECT 的跨导可以通过增加光强度灵活改变，在零门偏压下达到最大值，并且实现了灵敏的胆碱检测，检测限为 0.2 μM。这项工作揭示了 MOF-on-MOF 异质结构在未来光生物电子学中的潜力。
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