衍生自MOFs的多孔碳材料因其优异的性能而备受关注,其不仅继承了MOFs表面积高、孔结构可调及孔隙容量大等优点,还衍生出优异的电化学性能、高的生物相容性、良好的热稳定性等优势。这些出色的性能,使其在超级电容器、催化剂及电化学传感等方面得到广泛应用。其中,ZIF-8具有高碳含量、优异稳定性和有序孔结构等优势,可以直接碳化成纳米多孔碳材料而不需加入其他碳源,制备步骤简单且高效。因此,我们以ZIF-8为前驱体,研究在不同的碳化温度下,其衍生的多孔碳性能及在核酸适体电化学生物传感方面的应用研究。基于ZIF-8衍生多孔碳的表面结构和优异导电性能,设计了一种均相电化学适体传感器,用于凝血酶的检测。在1000℃下碳化ZIF-8得到其衍生多孔碳Z-1000,Z-1000表现出较大的表面积及出色的电化学性能。Z-1000的加入不仅提高了传感器的检测灵敏度和电子转移效率,其多孔碳纳米结构的存在也有效改善了核酸适体链的吸附和传感器的选择性。结果表明,基于Z-1000的生物传感器对目标物的检测灵敏度高、选择性好、反应迅速,并且可成功应用于实际样品的检测。基于ZIF-8衍生多孔碳的孔结构设计了一种刺激响应性纳米容器的电化学生物传感器,用于凝血酶检测。在700℃下ZIF-8得到其衍生多孔碳Z-700,将其作为负载客体分子的多孔纳米容器。Z-700均匀的孔结构和大的孔容量,使制备的纳米容器对客体分子具有较高的负载效率。同时,碳纳米结构可以结合寡核苷酸的能力显著提高了DNA门控的形成效率,简化客体分子封装过程,并通过生物分子的相互作用实现对客体分子的可控释放。该方案开发了MOFs衍生多孔碳在刺激响应性纳米容器生物传感方面的应用,为其他分析物的检测提供了新思路和方法。