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L-Serine检测三响应传感器研究，基于UiO-66-NH2(Ce/V)纳米酶开发集成生物相容性水凝胶，实现色度、荧光和电化学检测，线性范围5-250 μM，检测限低至0.076 μM，在唾液样本中验证回收率92.2%-107.5%，为神经退行性疾病诊断提供新工具。
作者：Arezoo Esmaeili、Kheibar Dashtian、Rouholah Zare-Dorabei、Kagan Kerman、Mohammad Mahdavi
研究机构：伊朗科学技术大学化学系光谱学与微纳提取研究实验室，德黑兰16846-13114，伊朗
摘要
快速、准确地检测L-丝氨酸（一种潜在的生物标志物，与阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等神经系统疾病相关）对公共卫生至关重要。本文制备了一种三响应传感器，可实现比色、荧光和电化学检测。该便携式传感器将共封装的有机探针与多功能双金属铈/钒金属有机框架（UiO-66-NH?(Ce/V)纳米酶活性结合在一起，并嵌入到生物相容性的琼脂糖水凝胶中，用于检测唾液样本中的L-丝氨酸。物理化学和电化学分析表明，具有过氧化物酶活性的UiO-66-NH?(Ce/V)纳米酶在比色检测中促进了四甲基联苯胺（TMB）的氧化，在荧光检测中促进了邻苯二胺（OPD）的氧化，在电化学检测中促进了TMB的氧化。这些探针的氧化在比色和荧光传感器中产生了有色化合物，并在电化学传感器中产生了明显的阳极峰，其最大电流密度分别为3.99 Ms?1、5.85 Ms?1和0.002 Ms?1。结果表明，L-丝氨酸浓度的增加抑制了氧化还原反应，导致颜色强度和传感器峰值的降低。该传感器的检测范围分别为：比色传感器5至250 μM，荧光传感器1至250 μM，电化学传感器0.3至250 μM，检测限分别为0.27 μM、0.26 μM和0.076 μM。这些传感器被应用于人类唾液样本中L-丝氨酸的检测，回收率在92.20%至107.50%之间，RSD小于5%，且重复性优异。研究结果表明，这些传感器在医疗机构中监测疾病生物标志物方面具有巨大潜力，为疾病的早期诊断提供了有前景的方法。
部分内容摘录
引言
L-丝氨酸是一种非必需氨基酸，在正常大脑功能和神经元存活中起着基础性作用[1]。它参与蛋白质合成、神经传递以及维持神经元完整性的膜脂质形成等关键生物过程[2]。由于其与神经代谢的密切关联，即使L-丝氨酸稳态的微小扰动也可能对神经系统产生显著影响[3]。
材料与方法
本研究使用的材料、设备和储备溶液在补充信息（SI）的第S1、S2和S3节中有详细描述。
结构与形态表征
制备的样品BDC-NH?、MIL-101(V)、UiO-66-NH?(Ce/V)和UiO-66-NH?(Ce/V)的表面官能团通过FT-IR光谱进行了分析（图2a）。在BDC-NH?的FT-IR光谱中，3359 cm?1和3469 cm?1处的峰对应于有机连接基团-NH?的对称伸缩振动[41]；1660-1680 cm?1范围内的峰与C=C基团的对称伸缩振动相关，而1630 cm?1处的峰则与...
结论
在本研究中，我们设计了一种基于纳米酶的多功能固态传感器，用于快速同时检测L-丝氨酸这一生物标志物，有助于阿尔茨海默病、帕金森病和ALS等神经系统的诊断。为了提高传感器的灵敏度和选择性，开发了一种基于双金属有机框架的过氧化物酶类活性纳米酶。过去十年中，多功能分析信号读出模式得到了...
作者贡献声明
Kheibar Dashtian：撰写、审稿与编辑、可视化、验证、监督、软件开发、项目管理、方法学研究、概念构思。
Rouholah Zare-Dorabei：撰写、审稿与编辑、验证、监督、项目管理、研究工作、资金获取、概念构思。
Kagan Kerman：撰写、审稿与编辑、资金获取。
Mohammad Mahdavi：撰写、审稿与编辑、资金获取。
Arezo Esmaeili：撰写初稿。
利益冲突声明
作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Rouholah Zare-Dorabei表示获得了伊朗科学技术大学的财务支持。其他作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢伊朗科学技术大学研究委员会的财政支持。本研究还得到了加拿大研究主席奖（项目编号950-231106）对K. Kerman在“蛋白质生物电化学”领域的研究支持，以及安大略省研究与创新部（项目编号35272）、加拿大自然科学与工程研究委员会（NSERC）的Discovery基金（项目编号RGPIN2020-07164）和加拿大基金会的支持。
