近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所能源材料與器件制造研究部蔣長龍研究員團隊在熒光非侵入式可視化監(jiān)測方面取得新進展。研究團隊利用銪-鏑金屬有機框架（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，并將其與智能手機的顏色識別功能相結(jié)合，實現(xiàn)對淚液中關(guān)鍵標(biāo)志物溶菌酶的分析和監(jiān)測。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。隨著社會的發(fā)展以及公眾健康意識的提升，迫切需要建立淚液中溶菌酶的快速檢測體系及非侵入式傳感裝置，這對淚液溶菌酶監(jiān)測技術(shù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的檢測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、時間成本高，并且需要在醫(yī)療機構(gòu)完成，這些限制了其在日常健康監(jiān)測中的應(yīng)用。相較而言，熒光法及其衍生出的光學(xué)傳感器憑借其簡單、快速、高靈敏度和易于可視化等優(yōu)勢受到了越來越多的關(guān)注，為建立快速、便捷、無創(chuàng)的淚液檢測體系提供了新方案。

基于此，研究團隊提出了非侵入式熒光可視化檢測方法，擴展了眼貼熒光傳感器的應(yīng)用范圍：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，經(jīng)過貼合在眼睛下方皮膚上的眼貼收集分泌的淚液，再通過智能手機的拍照功能對眼貼上感應(yīng)區(qū)域在紫外燈下產(chǎn)生的顏色信號進行收集，并使用手機上的顏色識別軟件進行分析。由成核-生長機制形成的Eu-Dy MOF凝膠會與溶菌酶結(jié)合形成復(fù)合物，靜態(tài)猝滅機制和局部電子轉(zhuǎn)移將猝滅其藍色熒光。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限為1.5 nM，可實現(xiàn)對淚液樣品中溶菌酶含量的持續(xù)監(jiān)測。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開辟了新路徑，進一步促進了功能化MOFs熒光傳感器在個人健康監(jiān)測和疾病預(yù)警及診療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

上述研究工作得到了國家重點研究與發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金項目、安徽省重點研究與發(fā)展計劃、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)計及通過智能手機對溶菌酶進行實時檢測和定量分析。

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