1

研究内容

阿尔茨海默病（AD）是一种常见的慢性神经退行性疾病，表现为认知障碍和行为缺陷，严重威胁老年人的健康。乙酰胆碱酯酶（AChE）在生物信号传导中起着重要作用，是AD早期诊断和治疗的重要靶点。

中国科学院长春应用化学研究所杨秀荣院士和孙健研究员通过表面活性剂辅助合成方法，制备了采用Zn2+和Fe结合的四（4-羧基苯基）卟啉配体的2D Zn-TCPP（Fe）纳米片（NSs）。超薄二维（2D）金属−有机框架（MOF）结构表现出高的过氧化物酶样活性。基于NOFs纳米片的传感系统对AChE显示出良好的选择性和灵敏度（LOD为0.029 mU/mL），并且在评估人血清样品中的AChE活性和筛选AChE抑制剂方面具有极好的潜力。相关工作以“Colorimetric Assay for Acetylcholinesterase Activity and Inhibitor Screening Based on Metal-Organic Framework Nanosheets”为题发表在Analytical Chemistry上。

2

研究要点

要点1.超薄二维（2D）金属−有机框架（MOF）结构表现出高的过氧化物酶样活性，这允许H2O2引发的无色3，3′，5，5′-四甲基联苯胺（TMB）氧化为蓝色氧化TMB（ox-TMB）的催化。

要点2.作者发现乙酰胆碱酯酶可以催化乙酰硫代胆碱（ATCh）底物生成还原剂硫代胆碱（TCh），该还原剂可以与Zn2+螯合，以抑制Zn-TCPP（Fe）NSs的催化活性，并将蓝色TMB还原为无色TMB，这两者都会导致溶液褪色。在已知的AChE抑制剂他克林的存在下，AChE的活性受到抑制，阻碍了TCh的产生并间接恢复了ox-TMB的形成。

要点3.Zn-TCPP（Fe）NSs优异的过氧化物酶模拟活性赋予AChE及其抑制剂卓越的比色传感性能。该传感系统显示出良好的选择性和灵敏度（LOD为0.029 mU/mL），并且在评估人血清样品中的AChE活性和筛选AChE抑制剂方面具有极好的潜力。2D-Zn-TCPP（Fe）NSs的温和合成条件、不需要有价值的化学物质和先进的AChE活性检测仪器，以及直接目视观察比色结果，所有这些优点使该比色系统具有实用前景。

3

研究图文

图1.（A）2D Zn-TCPP（Fe）NSs的TEM。（B）Zn-TCPP（Fe）NSs的AFM。（C）图B中两片纳米片轮廓的相应横截面。XPS光谱（D）和高分辨率（E）Zn 2p和（F）Fe 2p XPS光谱。（G）HAADF图像和元素映射图像。（H）2D-Zn-TCPP（Fe）NSs（黑色）和PVP（红色）的FT-IR测量光谱。（I）（a）Zn-TCPP（Fe）-H2O2-TMB、（b）H2O2-TMB、（c）Zn-TPP（Fe）-TMB和（d）TMB的紫外线−可见吸收光谱。插图：离心管中样品溶液的相应照片。

图2.（A）Zn-TCPP（Fe）NSs在H2O2和TCh存在和不存在下的ESR光谱，二甲基吡啶N-氧化物（DMPO）作为自旋阱。（B）a）Zn-TCP（Fe）-H2O2-TMB系统（黑色）、（b）AChE-Zn-TPP（Fe）/H2O2-TMM系统（红色）、（c）ATCh-Zn-TCPP（Fe）H2O2-TMB系统（蓝色）和（d）AChE ATCh-Zn TCPP（铁）-H2O3-TMB系统的紫外线-可见吸收光谱（绿色）。插图：离心管中样品溶液的相应照片。

图3. Zn-TCPP（Fe）H2O2-TMB系统在ATCh（2 mM）存在下具有不同浓度AChE的（A）紫外线−可见吸收光谱和（B）照片。（C）ΔA442随AChE浓度的变化。插图：0.54−3.93 mU/mL范围内ΔA442和AChE浓度之间的线性拟合曲线。（D）几种干扰对所开发方法的A/A0（%）的影响。（A是存在干扰（Thr、Ser和Glu（0.18 mM）；BSA（0.018 mg/mL）；ALP、GOx、TYR、胰蛋白酶、溶菌酶和α-Glu（35.7 mU/mL）；AChE（3.57 mU/mL））时442 nm处的吸光度；A0是Zn-TCPP（Fe）-H2O2-TMB系统在442 nm处的吸光度）。

图4. （A）（a）ATCh Zn TCPP（Fe）-H2O2-TMB系统、（b）AChE ATCh Zn TCPP（Fe）-H2O2-TMB系统和（c）tacrine-AChE-ATCh-Zn-TCPP（Fe）-H2O2-TMB系统的紫外线−可见吸收光谱。插图：离心管中样品溶液的相应照片。（B）tacrine在不同浓度下的紫外线−可见吸收光谱。（C）在AChE（3.57 mU/mL）存在下，抑制效率（IE%）与tacrine浓度的关系。IC50计算为18.4 nM。

4

文献详情

Colorimetric Assay for Acetylcholinesterase Activity and Inhibitor Screening Based on Metal−Organic Framework Nanosheets

Yu Wang, Yu Xue, Qilin Zhao, Shuang Wang, Jian Sun,* Xiurong Yang*

Anal. Chem.

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c03290

版权声明：「崛步化学」旨在分享学习交流化学、材料等领域的最新资讯及研究进展。编辑水平有限，上述仅代表个人观点。投稿，荐稿或合作请后台联系编辑。感谢各位关注！