MXenes是由過渡金屬碳化物或氮化物組成的一類新興二維材料，具有較高的導(dǎo)電性、良好的親水性、優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)和機械性能。MXene可廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，例如電化學(xué)催化、生物醫(yī)學(xué)、能量轉(zhuǎn)換和存儲等。傳統(tǒng)制備MXene的方法是通過用高濃度氫氟酸（HF）或者原位形成氫氟酸，選擇性刻蝕掉MAX中的A層（通常是IIIA/IVA類元素，如Al）。到目前為止，通過實驗方法已經(jīng)得了二十多種不同類型的MXene，從理論上預(yù)測了七十多種MXene。在這些不同的MXene的復(fù)合物中，碳化鈮（Nb2CTx）由于官能團的靈活特性和在金屬性能方面表現(xiàn)優(yōu)異。Nb2CTx幾乎沒有帶隙，并具有親水性和其他獨特的理化性能，有別于其他傳統(tǒng)2D材料。Nb2CTx有望應(yīng)用于鋰離子儲能、染料吸附和腫瘤成像等領(lǐng)域。但是，關(guān)于在生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用，尤其是生物傳感領(lǐng)域的研究極為少見。導(dǎo)致這種研究狀況的根本原因可歸納如下：（1）Nb2CTx的合成時間較久，并且合成環(huán)境危險，需要暴露于具有強腐蝕性的高濃度（50％）氫氟酸環(huán)境之下，反應(yīng)48-90個小時，使得MXene的制備方法充滿挑戰(zhàn)，而且還一定程度上增加了工藝的復(fù)雜性；（2）盡管先前報道過采用HF或原位HF蝕刻方法合成MXene，但是這些方法并沒有能延伸到用于Nb2CTx的制備。其原因是不能完全地將 “A”元素刻蝕掉；（3）由于需要過量地使用氫氟酸，使得表面的F-殘基通過水解反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)而造成HF釋放。釋放的HF會降低酶的活性并且對正常細(xì)胞存在潛在的毒性，這極大地阻礙了Nb2CTx在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的進一步探索；（4）由于氫氟酸刻蝕的Nb2CTx的表面官能團反應(yīng)活性較高，在自然環(huán)境中或氧氣釋放反應(yīng)（OER）過程中很容易被氧化，嚴(yán)重影響了Nb2CTx在生物傳感過程中的穩(wěn)定性和有效性。因此，從生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的角度來看，急需開發(fā)一種能安全穩(wěn)定的合成無氟的Nb2CTx納米片的方法。

最近，香港理工大學(xué)郝建華教授研究組采用電化學(xué)刻蝕(E-刻蝕)的剝離方法制備了新型的無氟Nb2CTx納米片。該研究組通過采用此電化學(xué)刻蝕方法快速地刻蝕鋁（4小時），就能制備出具有的良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性的無氟碳化鈮MXene?；谶@些優(yōu)點，該研究構(gòu)建了Nb2CTx/乙酰膽堿酯酶的無氟生物傳感器，用于有機農(nóng)藥亞胺硫磷的檢測，其檢測限可達(dá)0.046 ng mL?1。與基于傳統(tǒng)氫氟酸刻蝕的Nb2CTx生物傳感器相比，無氟的Nb2CTx生物傳感器具有更好的性能，說明無氟Nb2CTx MXene可以提高生物傳感器的酶活性和電子轉(zhuǎn)移能力。

這種具有超高靈敏度和高選擇性無氟MXene生物傳感器，在農(nóng)藥的小分子的檢測具有潛在的應(yīng)用前景。這種穩(wěn)定的生物相容優(yōu)異的無氟MXene納米平臺，有望擴展到其他生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。相關(guān)的論文發(fā)表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202001546)。