近日，我院汪莉教授团队围绕酶生物传感器中酶易失活这一瓶颈问题，实现了重要突破，相关成果以《A strategy to prepare robust enzyme@covalent organic framework microcapsules: a new platform for biosensing》为题发表于国际顶级期刊《Bioactive Materials》（IF: 20.3），并在酶界公众号推送。江西师范大学研究生丁颖和刘建明为共同第一作者，汪莉教授、宋永海教授和刘利民教授为本文的共同通讯作者，江西师范大学为唯一完成单位。
基于酶的生物传感器由于其高特异性、灵敏度和快速响应而在生物传感领域受到青睐。然而，酶固有的脆弱性一直是一个挑战，在复杂的检测条件下难以保持其催化活性。此外，它们还存在稳定性差和难以回收等问题。为了克服这些挑战，目前已开发出多种方法，如通过物理吸附、共价键合、交联等方式将酶固定在各种材料上来保护酶，但这些方法不仅负载量低或泄漏率高，而且容易破坏酶的生物活性，从而限制了酶反应中关键构象的动态变化。
GOx@MCCOF-1的合成方法的示意图
针对上述难题，该团队提出了一种简单而有效的策略，通过基于Pickering乳液制备原理的水-油界面组装和再生长方法，将酶有效地封装在稳定的COFs微胶囊内。根据特定的要求，可以合成具有高结晶度和不同官能团的微疏水COFs颗粒，将酶和微疏水COFs颗粒分别分散在接近生理环境的水相和油相中，然后通过高速剪切形成Pickering乳液并使其稳定，最后，通过添加COFs前驱体引发界面反应，增强微胶囊的壳层，并提出了可以精确预测和控制酶@MCCOFs尺寸的公示。水-油相的分离和温和的界面组装过程使得酶能被有效地包封而不被破坏。此外，在界面处组装和重新生长的坚固的COFs壳有效地保护了包封酶的结构，COFs壳规则的孔径能有效改善底物的运输，并且酶构象可以在大空腔中进行自由延伸。
该团队通过模拟细胞内级联催化系统，构建了一种新型的基于酶的双模式葡萄糖传感平台，成功实现了对葡萄糖的高特异性、稳定性和高效检测，为酶分子的组装提供了简单且有效的策略。该策略具有操作简便、通用性强和可扩展性高等优势，仅需COFs具备适度疏水性，无需引入特定功能基团。本工作不仅为高性能、高稳定性生物传感器的开发提供了新思路，也为COFs材料在实际应用中的进一步推广奠定了重要的理论基础。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2025.06.026
[三审三校：汪 莉 胡晓玉 熊 斌]
