運用特殊材料突破酶的挑戰，科學家改進生物感測器

酶在人體和自然界的化學反應中扮演著至關重要的角色。然而，在開發基於酶的電子裝置，像是感測器時，要實現酶與電極之間的高效電子轉移，一直是個重大挑戰，尤其是運用傳統技術的時候。

最近，有一個研究團隊利用金屬有機框架（MOFs）解決了這個問題。金屬有機框架是由金屬離子和有機連線體組成的特殊材料，會形成多孔晶體結構。MOFs在氣體吸附和分離等領域有廣泛應用，而如今其獨特性質被用來增強酶與電極的相互作用。

一般而言，MOFs本身不具有氧化還原活性，且導電性不佳。因此，研究人員使用能促進電子傳導、引發特定氧化還原反應的材料（此類材料稱為氧化還原媒介體），對MOF結構進行修改。經修改的材料就如同導線，能讓酶和電極之間有效地交換電子。

此外，MOFs的設計便於接觸到酶隱藏的活性部位。另一個重要方面是設計出適當的奈米級結構，並採用有效的固定策略，將酶保留在電極表面。這樣的做法能防止酶浸出，避免造成測量結果不準確。

透過這項創新策略，基於酶的生物感測器得以實現高效且穩定的長期測量。這項成果在未來各個領域都有應用潛力，像是疾病診斷、環境監測以及永續能源技術等。研究團隊認為，他們的研究不僅能促進科學進步，也能改善人們的生活。

參考文獻：由Muhammad Rezki、Md Motaher Hossain、Thomas Kouyou Savage、Yoshihide Tokunou和Seiya Tsujimura撰寫的《用於酶的介導電子轉移的氧化還原活性金屬有機框架的合理設計》，發表於2024年12月19日的《材料展望》。DOI：10.1039/D4MH01538J