电化学发光（ECL）技术因背景低、无光漂白等优势被广泛应用，但 luminol-H₂O₂ 体系中 H₂O₂ 易挥发、ROS 利用率低，导致信号稳定性和灵敏度不足。金属有机框架（MOF）具有多孔结构和催化活性，其限域效应可促进自由基反应，而 ZIF-8 作为 MOF 成员，生物相容性良好，但导电性较差。α-地中海贫血是常见遗传性疾病，现有检测方法操作复杂、特异性不足。
图1 Lu@ZIF-8@AuNPs的合成过程及ECL生物传感器
近日，谭学才团队构建了MOF微环境增强ECL发射级联目标物双向识别循环用于地中海贫血基因检测，通过 MOF 微环境优化 ECL 信号，并结合核酸放大策略，开发高灵敏、高特异性的基因检测平台。本研究，首次将 ZIF-8@AuNPs 包埋 luminol 用于 ECL 信号放大，利用 MOF 限域效应和 AuNPs 导电性协同提升 ROS 利用率；提出 Exonuclease III 介导的双向识别循环策略，提高基因检测的特异性和灵敏度。
本研究构建 Lu@ZIF-8@AuNPs 体系，通过 MOF 微环境增强 ROS 生成和 ECL 信号稳定性，结合 Exonuclease III 双向放大策略，实现 α-地贫基因 CD122 的超灵敏检测，检测限达 1.05 fM，且具有良好的选择性、重现性和实际样品适用性。本研究为解决 luminol ECL 信号不稳定问题提供了新策略，所构建的传感器实现了α-地贫基因的超灵敏检测，为遗传性疾病的早期诊断和临床监测提供了可靠工具，具有重要的生物医学应用价值。
该工作以“Engineering MOF microenvironments to enhance Bi-directional identification circuits for reliable electrochemiluminescence α-thalassemia detection strategy”为题，于2025年2月15日在《Chemical Engineering Journal》发表（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.160654）。我室谭学才教授为该论文的通讯作者，化学化工学院硕士研究生周钰仪为该论文共同第一作者。此项研究得到了国家自然科学基金（编号：22264004、22074130），广西重点研发项目（编号：AB18126048），广西创新驱动发展专项基金项目（编号：AA18118013-10），以及广西自然科学基金（2024GXNSFAA010431、2021GXNSFAA220092）等经费支持。
