本文介绍的是上海师范大学化学与材料科学学院杨海峰教授课题组通过溶剂热法制备Au@MIL-101(Fe)表面增强拉曼散射（SERS）基底，构建了快速光谱检测策略，实现了尿液中肌酐的超灵敏定量分析，发表在《Journal of Innovative Optical Health Sciences》期刊2021年第1期。

ID-SERS：Construction of Au@Metal-organic framework for sensitive determination of creatinine in urine

ID-SERS：基于Au@MOFs构建尿液中肌酐SERS检测策略

Yuning Jiang（蒋雨宁，共同第一作者）, Yanzheng Cai（蔡彦媜,共同第一作者）Sen Hu（胡森）, Xiaoyu Guo（郭小玉）, Ye Ying（应叶）, Ying Wen（文颖）, Yiping Wu（吴一萍，共同通讯作者）和Haifeng Yang（杨海峰，共同通讯作者）

研究背景

慢性肾脏疾病是常见的重大疾病。但因早期病症不易察觉，严重就医时，病程多已晚期，导致治愈率较低。尿液中肌酐（Creatinine）水平是诊断肾功能疾病如肾衰竭，肾小球肾炎和慢性肾炎的重要指标。目前，医学临床检验的方法有Jaffe反应和酶法，测试费用昂贵，检测周期较长且抗干扰能力低，假阳性偏高。表面增强拉曼散射（Surface enhanced Raman scattering, SERS）技术可提供分子振动指纹信息，可进行无损和超灵敏分析，在临床诊断和生物分子检测等领域有潜在的应用前景。金属有机框架（Metal-Organic-Frameworks, MOFs）材料孔道结构有序可调控，比表面积大，负载贵金属后，可制备稳定的且高增强因子的复合SERS基底，因此，倍受关注和研究，为实现特定体系中痕量SERS检测方案提供了优化策略。

内容简介

本工作采用溶剂热法和溶液浸渍法，原位制备Au@MIL-101(Fe)复合基底。该复合基底中的Au局部表面等离子共振场（LSPR）发生耦合，同时，肌酐分子在静电作用下，可富集到MOF结构中的LSPR热点附近，其拉曼散射信号大大增强，最低检测浓度可达0.1 μmol/L并在1到100 μmol/L范围内有良好的线性关系。

图文导读

1.Au@MIL-101(Fe)形貌

图1：(A) MIL-101(Fe)的SEM图；TEM图：(B)MIL-101(Fe)和(C) Au@MIL-101(Fe)。

图1表明MIL-101(Fe)呈八面体结构；Au@MIL-101(Fe)的TEM图中可见金纳米粒子已成功嵌入到MIL-101(Fe)结构中。

2. Au@MIL-101(Fe)的SERS性能

图2：(A)基于AuNPs和Au@MIL-101(Fe)基底的罗丹明6G（1×10^-6mol/L）的SERS谱图；(B)以Au@ MIL-101(Fe)为基底随机采集15个点的SERS光谱。

以罗丹明6G（R6G）为探针，评价Au@MIL-101(Fe)的SERS性能。如图2所示，与Au NPs相比，Au@MIL-101(Fe)有更高的SERS增强且均匀性良好。

3. SERS检测肌酐

图3：(A)肌酐分子结构；(B) MIL-101(Fe)和Au @ MIL-101(Fe)的氮气吸附-解吸等温线。

在原位合成纳米金后，MOFs结构受到影响，其孔径增至2.77 nm。高斯计算结果表明，肌酐分子直径约为0.5 nm,在静电作用下，可以进入孔隙中，达到有效富集。静电作用来自肌酐中胺基电子给体与MIL-101(Fe)外壳中的-COOH基团。

图4：(A)以AuNPs@MIL-101(Fe)为基底检测不同浓度肌酐的SERS谱图(a - h:肌酐粉末, Au@MIL-101(Fe)基底, 0.1, 1, 3.3, 10, 100, 1 mmol/L的肌酐)和(B)671 cm⁻¹处SERS强度与肌酐浓度线性关系图。

如图4所示，随着肌酐浓度的增加，671 cm^-1处的SERS信号也不断增强。该SERS方法检测肌酐在1-100 μmol/L浓度范围内有良好线性关系（R²=0.9916），最低检出限为0.1 μmol/L。

4.检测人尿中肌酐

图5：在尿液中标准加入不同浓度肌酐后测得的拉曼图。(a：尿液，b：1 μmol/L c：2.5 μmol/L d: 5 μmol/L肌酐)

以AuNPs@MIL-101(Fe)为基底,SERS检测人体尿液中的肌酐含量。图5是尿液中标准加入不同浓度肌酐的SERS光谱，可清楚地分辨出肌酐在671 cm^-1处的特征峰，不受尿液中尿素的特征拉曼峰（1003 cm^-1）的影响，验证了该基底对肌酐实际样品检测的可靠性。

通讯作者简介

（1）杨海峰

上海师范大学化学与材料科学学院教授，博士生导师。长期从事表面增强拉曼光谱在生物医学中的应用研究。在Analytical Chemistry，Biosensors & Bioelectronics, Small, ACS sensors, Chemical Engineer Journal, Journal of Materials Chemistry A等期刊发表SCI论文150余篇。主持国家自然科学基金委面上项目支持3项、以及承担上海家化、联合利华等企业横向研究课题，国内发明专利11件。

（2）吴一萍

上海师范大学化学与材料科学学院副教授，硕士生导师。2014年7月于中国科学院生态环境研究中心环境化学生态毒理学国家重点实验室获分析化学博士学位；同年进入上海师范大学工作，主要研究方向为新型光电材料的制备及其在分析检测中的应用。2015年获上海市青年科技英扬帆计划资助；2018年获上海市晨光计划资助。至今以第一/通讯作者在Analytical Chemistry, Biosensors & Bioelectronics, Sensors & Actuators, B: Chemical等期刊发表SCI论文20余篇。主持国家自然科学基金委面上和青年基金各1项。