​华科大夏宝玉/刘宏芳Nature子刊：HT-STAM-17-OEt鉴定汗液中的抗坏血酸

汗液传感器通过动态监测生化标志物来检测个体的生理状态，在个性化医疗保健中发挥着重要作用。对目标生物分子的特异性反应通常依赖于天然氧化酶，但易受外界干扰。

基于此，华中科技大学夏宝玉教授和刘宏芳教授（共同通讯作者）等人报道了一种由色氨酸（Trp）和组氨酸（His）官能化的铜金属有机骨架（Cu-MOFs），即Cu(C₁₀O₅H₈)（HT-STAM-17-OEt）。具有类似抗坏血酸氧化酶结构的HT-STAM-17-OEt可有效地在汗液传感器中发挥作用，在酸性和碱性汗液中分别具有0.18和0.48 mA cm^-2 mM^-1的高灵敏度。

通过DFT计算，作者研究了这种Trp/His结构与抗坏血酸和乳酸的相互作用。经过几何优化，1个His和2个Trp协同在铜桨轮上形成两个口袋状结构。对于抗坏血酸的结合，由于抗坏血酸中存在内酯环和多个羟基，这种具有适当几何形状的Trp/His形成的口袋可通过π-π堆积和更多的氢键有效固定抗坏血酸，与抗坏血酸的内酯环和Trp侧链以及His形成交错体系。对于乳酸结合，单个乳酸分子也可通过单个氢键吸附在Trp/His口袋状结构上。

DFT计算得到抗坏血酸吸附能为-0.78 eV，比乳酸吸附能负得多，表明抗坏血酸吸附是自发过程，而乳酸吸附需要额外的能量。DFT结果表明，抗坏血酸的负吉布斯自由能比乳酸更容易结合。因此。HT-STAM-17-OEt表面的Trp/His口袋状结构决定了抗坏血酸的显著特异性捕获，其他生物分子将被直接排除。此外，Trp/His结构形成与抗坏血酸特异性结合具有普遍性。

Natural oxidase-mimicking copper-organic frameworks for targeted identification of ascorbate in sensitive sweat sensing. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-022-35721-4.

https://doi.org/10.1038/s41467-022-35721-4.