作为纳米金属-有机框架（nMOFs）的单层版本，纳米金属-有机层（nMOLs）代表了一类新兴的高度可调的二维材料，可用于分层功能化并易于获得分析物。在此，美国芝加哥大学林文斌研究团队首次报道了基于nMOL的生物传感器的设计，并将此传感器用于线粒体中pH和氧的比率型传感。采用溶剂热法将Hf₁₂二级结构单元（SBUs）与氧敏感的Ru（bpy）₃²⁺衍生DBB-Ru配体（bpy=2,2′-联吡啶）横向连接合成了阳离子Hf₁₂-Ru-nMOL。然后将Hf₁₂ Ru nMOL与pH敏感的异硫氰酸荧光素和与pH/氧无关的异硫氰酸罗丹明B通过硫脲键共价功能化，使Hf₁₂ Ru-F/R成为一种线粒体靶向的比率型传感器，用于活细胞内pH和O₂的检测。Hf₁₂-Ru-F/R共聚焦显微镜高分辨率成像显示线粒体内pH值与局部O₂浓度呈正相关。此研究表明基于nMOL的比率型生物传感器在活体细胞中生物重要分析物的传感和成像方面具有潜力。

Guangxu Lan, Kaiyuan Ni, Eric You, et al. Multifunctional Nanoscale Metal–Organic Layers for Ratiometric pH and Oxygen Sensing. J. Am. Chem. Soc., 2019.

https://doi.org/10.1021/jacs.9b11024