Enzyme spielen eine entscheidende Rolle bei den chemischen Reaktionen, die im menschlichen Körper und in der Natur auftreten. Das Ermöglichen der wirksamen und effizienten Elektronentransfer zwischen Enzymen und Elektroden bleibt jedoch eine bedeutende Herausforderung bei der Verwendung von Enzymen für elektronische Geräte wie Sensoren, insbesondere bei herkömmlichen Technologien.
Kürzlich löste das Forschungsteam dieses Problem anhand eines speziellen Materials namens Metall-Organic Frameworks (MOFS). MOFs sind eine Kombination aus Metall- und organischen Linker, die eine poröse kristalline Struktur bilden und häufig in Gasadsorption/-trennung und anderen Feldern verwendet werden. Im Allgemeinen sind MOFs von Natur aus redox-inaktiv und weisen eine schlechte elektrische Leitfähigkeit auf. Daher modifizierten die Forscher die MOF -Struktur unter Verwendung von Materialien, die die Elektronenleitung erleichtern und spezifische Redoxreaktionen ermöglichen (solche Materialien werden als Redoxmediatoren bezeichnet). Das modifizierte Material wirkt als „Kabel“ und ermöglicht einen effizienten Elektronenaustausch zwischen Enzym und Elektrode. Darüber hinaus ermöglichte das Design der MOFs einen einfachen Zugang zu den vergrabenen aktiven Stellen von Enzymen. Ein weiterer wichtiger Aspekt war die Entwicklung einer geeigneten nanoskaligen Struktur und der Umsetzung einer wirksamen Immobilisierungsstrategie, um das Enzym auf der Elektrodenoberfläche zu halten. Dieser Ansatz hilft, Enzymauslaugung zu verhindern, was zu ungenauen Messungen führen kann.
Diese innovative Strategie ermöglicht hocheffiziente und stabile langfristige Messungen des enzymbasierten Biosensors. Diese Leistung hat potenzielle zukünftige Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie Diagnose der Krankheit, Umweltüberwachung und nachhaltige Energietechnologie. Das Forschungsteam ist der Ansicht, dass ihre Forschung nicht nur zum wissenschaftlichen Fortschritt beitragen wird, sondern auch das Leben der Menschen verbessern wird.
