日前，材料基因組工程研究院青年教師張源副教授在金屬有機框架納米材料與微納傳感器件研究方面獲重要進展。論文相關工作以“Design and Application of Metal Organic Framework ZIF-90-ZnO-MoS2Nanohybrid for an Integrated Electrochemical Liquid Biopsy”為題被國際著名期刊《Nano Letters》接收發表，並被選為封面論文🏌🏻♀️。
隨著微納一體化檢測技術的不斷進步以及規範化、信息化管理的逐漸普及，以高性能傳感材料的設計與性能優化為目標的醫用POCT技術在醫學檢驗中發揮越來越重要的作用🏄🏼♂️。檢測過程通常以血液🎰🪐、尿液等體液樣本為檢測對象，基於獲得性能優異的傳感材料為前提，通過檢測一些特定的生物分子、循環腫瘤DNA（ctDNA）🧎🏻♂️、循環腫瘤細胞（CTC）和外泌體等與癌症進展相關聯的變化♦︎，可在癌症發病早期就提供預警🧑🏽⚕️，從而做到“早發現，早治療”🦹🏿，而且還可輔助診斷、病程監測和預後判斷等⛹🏻♂️，有助於提高重點人群的癌症早診率和治療率🪢，提高患者生存率和生活質量。
在該工作中🪜，張源副教授及其合作者首次提出了一種基於MOF雜化材料的通用型電化學液體活檢（ELB）傳感器🤸🏻，通過構建相應的技術平臺，可用於血液樣本中外泌體的選擇性捕獲和高靈敏檢測✅，並能夠有效區分肺癌患者和健康人群。首先🤷🏿，他們通過引入全固態的氧化還原信號物質，將信號轉導能力直接編碼到電極材料上，提供了一種高效🎒、穩定的電化學活性傳感界面。其次，他們構建了基於MOF的三維納米柱陣列結構，獲得充分暴露的功能性位點⌚️，用於識別抗體的直接有效固定。最後，為了實現對待測標誌物的準確檢測🤸🏼♂️，設計了多通道的電化學傳感芯片，並在其表面集成微流控通道，通過對外泌體表面多個蛋白標誌物的並行檢測，提高檢測平臺的準確性🗯🚮。
該工作的主要創新點在於通過對材料性能的優化和器件設計☢️，成功實現了一種對復雜血液環境中外泌體進行直接👨👦👦𓀏、快速檢測的技術，大大簡化了外泌體的分析流程，而且可以並行讀出多個分析信號。在構建的ELB平臺中🚵🏻♀️，通過對不同的傳感功能進行模塊化劃分✷♛，並合理編碼於傳感界面，發展了一種普適性的電化學液體活檢策略，同時也可將該檢測平臺推廣至其他疾病相關標誌物的檢測研究。
張源副教授為論文的第一和通訊作者，万事平台為本論文的第一完成單位和通訊單位。整個研究工作是依托万事娱乐材料基因組工程研究院智能材料及應用技術研究所🫰🏼，並與美國杜克大學、凱斯西儲大學、同濟醫院和普陀區中心醫院進行深入合作完成的。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.2c01613
