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Janus Separation-Sensing Membrane Hosted with Enzyme@MOF Nanoreactor for Real-Time Blood Sensing
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-09-12 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c03285 Fangbing Wang 1 , Jing Ren 1 , Qiwen Peng 1 , Hongyi Sun 1 , Qiankun Zeng 1 , Yongheng Zhang 1 , Guoyue Shi 1 , Min Zhang 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-09-12 , DOI: 10.1021/acs.analchem.4c03285 Fangbing Wang 1 , Jing Ren 1 , Qiwen Peng 1 , Hongyi Sun 1 , Qiankun Zeng 1 , Yongheng Zhang 1 , Guoyue Shi 1 , Min Zhang 1
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Plasma separation, rich in biomarkers crucial for diagnosis, is conventionally achieved via high-speed centrifugation, a method hindered by its blood usage, lengthy processes, and complex operations, which delays detection. We introduced a novel real-time blood sensing method based on a Janus membrane and enzymes @MOFs. Asymmetric driving of the janus membrane can realize spontaneous separation of plasma and prevent hemolysis during direct separation. Glucose oxidase (GOx), uric acid oxidase (UOx) and horseradish peroxidase (HRP) were encapsulated in a hydrophilic organometallic framework (MOFs) to construct an enzyme cascade nanoreactor. Embedding enzyme in hydrophilic MOFs not only retains the natural conformation of free enzyme but also improves the brittleness of enzyme, endows MOFs with new biological functions, and expands its sensing application. Using 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB) as a chromogen and a custom app for color interpretation, we achieved real-time visualization of glucose (Glu) and uric acid (UA) at a 50 μM limit. The system accurately analyzed serum samples, matching commercial kits and showing promise for portable, personalized diagnostics.
中文翻译：
Janus 分离传感膜搭载 Enzyme@MOF 纳米反应器，用于实时血液传感
血浆分离富含对诊断至关重要的生物标志物，传统上是通过高速离心来实现的，但这种方法因血液使用量大、过程冗长、操作复杂而受到阻碍，从而延迟了检测。我们引入了一种基于 Janus 膜和酶 @MOF 的新型实时血液传感方法。双面膜的不对称驱动可以实现血浆的自发分离，并防止直接分离过程中的溶血。将葡萄糖氧化酶（GOx）、尿酸氧化酶（UOx）和辣根过氧化物酶（HRP）封装在亲水性有机金属框架（MOF）中，构建酶级联纳米反应器。将酶嵌入亲水性MOF中，不仅保留了游离酶的天然构象，而且改善了酶的脆性，赋予MOF新的生物学功能，拓展了其传感应用。使用 3,3',5,5'-四甲基联苯胺 (TMB) 作为显色剂和用于颜色解释的定制应用程序，我们在 50 μM 限值下实现了葡萄糖 (Glu) 和尿酸 (UA) 的实时可视化。该系统准确分析了血清样本，匹配商业试剂盒，并显示出便携式、个性化诊断的前景。
更新日期：2024-09-12
中文翻译：
Janus 分离传感膜搭载 Enzyme@MOF 纳米反应器，用于实时血液传感
血浆分离富含对诊断至关重要的生物标志物，传统上是通过高速离心来实现的，但这种方法因血液使用量大、过程冗长、操作复杂而受到阻碍，从而延迟了检测。我们引入了一种基于 Janus 膜和酶 @MOF 的新型实时血液传感方法。双面膜的不对称驱动可以实现血浆的自发分离，并防止直接分离过程中的溶血。将葡萄糖氧化酶（GOx）、尿酸氧化酶（UOx）和辣根过氧化物酶（HRP）封装在亲水性有机金属框架（MOF）中，构建酶级联纳米反应器。将酶嵌入亲水性MOF中，不仅保留了游离酶的天然构象，而且改善了酶的脆性，赋予MOF新的生物学功能，拓展了其传感应用。使用 3,3',5,5'-四甲基联苯胺 (TMB) 作为显色剂和用于颜色解释的定制应用程序，我们在 50 μM 限值下实现了葡萄糖 (Glu) 和尿酸 (UA) 的实时可视化。该系统准确分析了血清样本，匹配商业试剂盒，并显示出便携式、个性化诊断的前景。
京公网安备 11010802027423号