由于細(xì)菌對(duì)人體健康的危害，迫切需要一個(gè)既能滿足細(xì)菌檢測(cè)又能消除需求的多功能平臺(tái)。

清華大學(xué)林金明利用免疫磁珠(IMBs)和AgPt納米粒子修飾的PCN-223-Fe(AgPt/PCN-223-Fe，PCN代表多孔配位網(wǎng)絡(luò))金屬-有機(jī)框架(MOFs)，開發(fā)了一種“感知和治療”生物傳感器。AgPt/PCN-223-Fe不僅具有優(yōu)異的過(guò)氧化物酶樣活性，而且在近紅外輻射下能有效殺滅細(xì)菌。該生物傳感器能夠在103-108 CFU/mL范圍內(nèi)對(duì)大腸桿菌O157:H7進(jìn)行比色檢測(cè)，檢測(cè)限為276 CFU/mL，具有高選擇性、良好的再現(xiàn)性和在不同真實(shí)樣品中的廣泛適用性。在808 nm光照20 min下對(duì)大腸桿菌O157:H7具有99.94%的高效抗菌率。相關(guān)工作以“Portable Biosensor with Bimetallic metal-Organic frameworks for Visual Detection and Elimination of Bacteria”為題發(fā)表在國(guó)際著名期刊Analytical Chemistry上。

作者開發(fā)了一種以雙金屬NPs/MOF-AgPt/PCN-223-Fe為信號(hào)探針的新型生物傳感器，并將其與IMS方法相結(jié)合，形成了細(xì)菌檢測(cè)和消除的雙重模型。AgPt/PCN-223-Fe的功函數(shù)是由修飾的AgPt NPs賦予的，同時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的過(guò)氧化物酶樣和抗菌活性。

利用其過(guò)氧化物酶樣活性，作者首次構(gòu)建了一種用于檢測(cè)大腸桿菌O157:H7的方便的生物傳感器，該生物傳感器具有可接受的特異性、靈敏度和穩(wěn)定性。大腸桿菌O157:H7在103-108 CFU/mL范圍內(nèi)可以很容易地進(jìn)行分析，LOD為276 CFU/mL，更重要的是，它成功地應(yīng)用于真實(shí)的食品樣品(雞肉和牛奶)，具有良好的回收率。這種超靈敏度歸因于MBs的高分離效率，其從食物基質(zhì)中富集大腸桿菌O157:H7以及AgPt/PCN-223-Fe的增強(qiáng)催化作用，使其能夠產(chǎn)生易于檢測(cè)的顏色信號(hào)記錄。

在抗菌應(yīng)用的情況下，AgPt/PCN-223-Fe在存在少量H2O2和近紅外輻射20分鐘的情況下對(duì)大腸桿菌O157:H7的抗菌率為99.94%。所有過(guò)程都可以在便攜式3D暗盒中完成，并使用智能手機(jī)應(yīng)用程序分析數(shù)據(jù)。

這種設(shè)計(jì)的生物傳感器提供了一個(gè)非常創(chuàng)新的“感知和治療”平臺(tái)，并可以在未來(lái)擴(kuò)展到其他病原體的監(jiān)測(cè)，以確保生物安全。