近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所蔣長龍研究員團隊在熒光非侵入式可視化監(jiān)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(gòu)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(jié)合，實現(xiàn)對淚液中關(guān)鍵標(biāo)志物溶菌酶的分析和監(jiān)測。相關(guān)研究成果發(fā)表在Analytical Chemistry上。

溶菌酶（Lysozyme）因其優(yōu)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(zhì)，溶菌酶已成為許多眼部疾病的潛在生物關(guān)鍵標(biāo)志物。隨著社會的發(fā)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(jiān)測技術(shù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的檢測溶菌酶的方法雖然準(zhǔn)確度高，但需借助大型儀器，操作復(fù)雜、專業(yè)性強、時間成本高，并且需要在醫(yī)療機構(gòu)完成，這些限制了其在日常健康監(jiān)測中的應(yīng)用。相較而言，熒光法及其衍生出的光學(xué)傳感器憑借其簡單、快速、高靈敏度和易于可視化等優(yōu)勢受到了越來越多的關(guān)注，為建立快速、便捷、無創(chuàng)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(fā)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(yīng)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(yīng)區(qū)在紫外燈激發(fā)下產(chǎn)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(jié)合形成復(fù)合物，靜態(tài)猝滅機制和局部電子轉(zhuǎn)移將猝滅其藍色熒光。研究結(jié)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(xiàn)對淚液樣品中溶菌酶含量的持續(xù)監(jiān)測。

該研究中開發(fā)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(jiān)測、疾病預(yù)警及診療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

上述研究工作得到了國家重點研究與發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金項目、安徽省重點研究與發(fā)展計劃、安徽省自然科學(xué)基金的支持。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.5c00346

圖1. 基于Eu-Dy MOF凝膠的眼貼熒光傳感器設(shè)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(fā)生的熒光顏色變化。