北京理工大学生命学院：研发新型电化学生物传感器，聚焦血糖监测技术突破

 

北京理工大学生命学院罗爱芹教授团队近期在国际知名期刊Sensors and Actuators B: Chemical发表了题为“A novel molecularly imprinted electrochemical biosensor based on Ni3(HITP)2-MOF and a novel anti-fouling material for the direct detection of glucose in whole blood”的研究论文，该工作创新性地提出了一种基于Ni₃(HITP)₂-MOF与新型抗污材料的分子印迹电化学传感器，实现了全血中葡萄糖的直接检测，为生物传感技术的发展提供了新思路与新方法。

该工作以北京理工大学为唯一通讯单位，第一作者是博士研究生朱子煜，通讯作者为团队成员罗爱芹教授、梁阿新助理教授。

图1 本研究电化学传感器制备和葡萄糖检测示意图

本研究聚焦糖尿病血糖监测难题，针对传统电化学生物传感器在全血检测中抗干扰性差、预处理繁琐等瓶颈，创新性开发了兼具分子识别与抗污功能的新型电化学生物传感器。

该研究首先合成了镍基金属有机框架材料Ni₃(HITP)₂-MOF，其通过Ni²⁺与六氨基三苯烯配体的配位作用形成二维π共轭结构，在材料内部构建连续电子传输通道。

电化学测试表明，该材料修饰电极的峰电流较裸电极提升2.5倍以上，电荷转移阻抗从4695Ω降至35Ω，显著优化界面电导性能，为后续分子印迹膜构建奠定电子传输基础。在此基础上，以Ni₃(HITP)₂-MOF为电极修饰膜，邻苯二胺为单体、葡萄糖为模板制备分子印迹聚合物，并引入相变牛血清白蛋白（PTB）抗污层，构建PTB/MIP/Ni₃(HITP)₂ MOF/SPCE传感器。

如图2所示，该传感器展现出优异性能，检测范围覆盖1 μM至100 mM，检出限低至0.31 μM，葡萄糖DPV响应曲线与校准曲线的对数线性相关系数达0.9971；选择性、重复性和稳定性测试均表现出色，且无需样本预处理即可直接用于全血中葡萄糖的精准检测。该研究通过MOF材料的导电网络与抗污层的协同作用，有效克服了传统传感器在复杂生物样本中易受干扰的难题，为临床糖尿病监测提供了简便高效的新方案。

图2 所构建传感器的线性关系和选择性比较

      审核编辑 黄宇