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Novel optoelectronic metal organic framework material perylene tetracarboxylate magnesium: preparation and biosensing
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2021-09-07 , DOI: 10.1039/d1nr03300j Fangjing Mo 1 , Qian Han 1 , Min Chen 1 , Hui Meng 1 , Jiang Guo 1 , Yingzi Fu 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2021-09-07 , DOI: 10.1039/d1nr03300j Fangjing Mo 1 , Qian Han 1 , Min Chen 1 , Hui Meng 1 , Jiang Guo 1 , Yingzi Fu 1
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The pursuit for improving photoelectrochemical (PEC) performances of organic materials remains an urgent need. Here, we have proposed an envision of the preparation the metal–organic frameworks (MOFs) with arenes to realize high photo-to-current conversion efficiency and excellent PEC performances. Magnesium 3,4,9,10-perylene tetracarboxylic acid metal–organic frameworks (Mg-PTCA MOFs) were synthesized for the first time. The uniformly distributed and regular-shaped Mg-PTCA MOFs showed a much more stable and higher photocurrent than the single PTCA and its derivatives, which confirmed our hypothesis. A regenerated-biosensor was designed for microRNA analysis based on Mg-PTCA MOFs as a novel photoelectric material, target-triggered three-dimensional DNA Scaffold (3D-Sca) as an efficient signal amplifier, and gold nanoclusters (Au NCs) as quencher. The elaborately designed biosensor achieved ultrasensitive detection for miRNA 21 with a dynamic range from 10 aM to 10 pM and a detection limit of 2.8 aM. This biosensor showed good analytical performance in the extracts of different cancer cells, indicating the possibility for early diagnosis, timely staging assessment, and accurate prognostic judgment for diseases. The recommendable performances of Mg-PTCA MOFs highlight the significance of organic MOFs in PEC sensing.
中文翻译：
新型光电金属有机骨架材料苝四羧酸镁：制备与生物传感
对提高有机材料的光电化学（PEC）性能的追求仍然是迫切需要的。在这里，我们提出了用芳烃制备金属有机骨架（MOF）的构想，以实现高光电流转换效率和优异的 PEC 性能。首次合成了镁 3,4,9,10-苝四羧酸金属有机骨架（Mg-PTCA MOF）。均匀分布和规则形状的 Mg-PTCA MOF 显示出比单个 PTCA 及其衍生物更稳定和更高的光电流，这证实了我们的假设。基于 Mg-PTCA MOFs 作为新型光电材料、目标触发的三维 DNA 支架 (3D-Sca) 作为有效的信号放大器和金纳米团簇 (Au NCs) 作为淬灭剂，设计了一种用于 microRNA 分析的再生生物传感器。精心设计的生物传感器实现了对 miRNA 21 的超灵敏检测，动态范围从 10 aM 到 10 pM，检测限为 2.8 aM。该生物传感器在不同癌细胞的提取物中显示出良好的分析性能，表明对疾病进行早期诊断、及时分期评估和准确预后判断的可能性。Mg-PTCA MOF 的可推荐性能突出了有机 MOF 在 PEC 传感中的重要性。
更新日期：2021-09-22
中文翻译：
新型光电金属有机骨架材料苝四羧酸镁：制备与生物传感
对提高有机材料的光电化学（PEC）性能的追求仍然是迫切需要的。在这里，我们提出了用芳烃制备金属有机骨架（MOF）的构想，以实现高光电流转换效率和优异的 PEC 性能。首次合成了镁 3,4,9,10-苝四羧酸金属有机骨架（Mg-PTCA MOF）。均匀分布和规则形状的 Mg-PTCA MOF 显示出比单个 PTCA 及其衍生物更稳定和更高的光电流，这证实了我们的假设。基于 Mg-PTCA MOFs 作为新型光电材料、目标触发的三维 DNA 支架 (3D-Sca) 作为有效的信号放大器和金纳米团簇 (Au NCs) 作为淬灭剂，设计了一种用于 microRNA 分析的再生生物传感器。精心设计的生物传感器实现了对 miRNA 21 的超灵敏检测，动态范围从 10 aM 到 10 pM，检测限为 2.8 aM。该生物传感器在不同癌细胞的提取物中显示出良好的分析性能，表明对疾病进行早期诊断、及时分期评估和准确预后判断的可能性。Mg-PTCA MOF 的可推荐性能突出了有机 MOF 在 PEC 传感中的重要性。
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