近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所蔣長(zhǎng)龍研究員團(tuán)隊(duì)在熒光非侵入式可視化監(jiān)測(cè)方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)利用銪-鏑金屬有機(jī)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(jī)的顏色識(shí)別功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)淚液中關(guān)鍵標(biāo)志物溶菌酶的分析和監(jiān)測(cè)。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(huì)的發(fā)展以及公眾健康意識(shí)的提升，迫切需要建立淚液中溶菌酶的快速檢測(cè)體系及非侵入式傳感裝置，這對(duì)淚液溶菌酶監(jiān)測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的檢測(cè)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(qiáng)、時(shí)間成本高，并且需要在醫(yī)療機(jī)構(gòu)完成，這些限制了其在日常健康監(jiān)測(cè)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(jiǎn)單、快速、高靈敏度和易于可視化等優(yōu)勢(shì)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(cè)體系提供了新方案。

針對(duì)這一需求，研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出非侵入式熒光可視化檢測(cè)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(jī)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(hào)，最后通過手機(jī)顏色識(shí)別軟件進(jìn)行分析。特別值得注意的是，由成核-生長(zhǎng)機(jī)制形成的Eu-Dy MOF凝膠會(huì)與溶菌酶結(jié)合形成復(fù)合物，靜態(tài)猝滅機(jī)制和局部電子轉(zhuǎn)移將猝滅其藍(lán)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(cè)限為1.5 nM，可實(shí)現(xiàn)對(duì)淚液樣品中溶菌酶含量的持續(xù)監(jiān)測(cè)。

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(cè)開辟了新途徑，進(jìn)一步推動(dòng)功能化MOFs熒光傳感器在個(gè)人健康監(jiān)測(cè)、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(guó)家重點(diǎn)研究與發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、安徽省重點(diǎn)研究與發(fā)展計(jì)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(jì)及通過智能手機(jī)對(duì)溶菌酶進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和定量分析。

圖2.基于Eu-Dy MOF凝膠眼貼的實(shí)物圖及添加不同濃度溶菌酶后發(fā)生的熒光顏色變化。