完成单位：中山大学化学学院，广州医科大学

完成人：欧阳钢锋，陈国胜，黄思铭

成果简介：天然酶是生物传感中重要的分子识别元件，具有作用条件温和，识别效率高和专一性强等独特的优势。然而，天然酶极易受外界环境刺激而聚集、降解或变性，严重制约了其在生物传感领域的大规模应用。针对这一技术瓶颈，研究团队提出系列新型的多孔有机框架限域的酶级联传感技术。在该策略中，脆弱的酶分子被巧妙地原位封装于多孔有机框架“盔甲”；多孔“盔甲”不仅大幅度提升包埋的酶的传感稳定性，而且可定制的孔道尺寸能够实现选择性筛选、富集分析物，有效提升酶（级联）传感的准确度和灵敏度。此外，多孔有机框架可提供载体作用，不仅提高了酶分子的循环利用性，也提高其机械加工性，方便设计成便携式的传感装置，实现多种重要生物标志物的原位即时诊断。相关研究成果发表在Chem、Nat. Commun、Angew. Chem. Int. Ed. (5)、Chem. Soc. Rev.和Anal. Chem.等国际著名期刊。

创新点及科学价值：准确定量定性生物标志物对于生命基础研究以及疾病的预防、早期诊断和预后判定等均具有重要的科学意义，也是中国启动精准医疗战略的重要研究内容。本研究针对酶传感技术在标志物检测方面存在的关键技术挑战，开发系列基于金属有机框架（MOFs）的酶原位封装技术，凭借MOFs限域效应解决酶传感稳定性差的卡脖子问题；提出概念新的氢键酶框架组装技术，构筑空间高度连通的多酶级联传感系统，实现多种生物标志物的准确、灵敏识别。本研究创制的多功能酶@多孔有机框架传感平台为生物标志物的准确诊断提供有力的技术支撑。

社会经济效益：第一完成人欧阳钢锋教授当选为英国皇家化学会会士、国家“万人计划”创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才和广东省“珠江学者”特聘教授，应邀担任了国际期刊Trends Anal. Chem.（IF = 14.908）杂志副主编；项目第二完成人陈国胜副教授分别获得国家自然科学基金面上项目和青年项目各1项，申请发明专利1项，并入选“博新计划”资助。项目第三完成人黄思铭教授获得国家自然科学基金青年项目和省自然科学基金面上项目各1项。

应用前景：本研究提出的多孔框架限域的酶级联传感技术有效解决了酶传感装置存在的稳定性差的技术挑战，并凭借精准的孔道拓扑设计突破和提升了多酶级联传感的整体效率。该技术兼顾传感稳定性和灵敏度，不仅可为生物标志物的快速诊断提供准确、灵敏的分析平台，在生物催化、药物合成、环境修复和纳米医学等涉及酶学的研究方面也具有重要的应用前景。