Abstract Herein, an amino‐acid‐boosted biomimetic strategy is reported that enabled the rapid encapsulation, or co‐encapsulation, of a broad range of proteins into microporous metal–organic frameworks (MOFs), with an ultrahigh loading efficiency. It relies on the accelerated formation of prenucleation clusters around proteins via a metallothionein‐like self‐assembly. The encapsulated proteins maintained their native conformations, and the structural confinement within porous MOFs endowed enzymes with excellent bioactivity, even in harsh conditions (e.g. in the presence of proteolytic or chemical agents or at high temperature). Furthermore, owing to the merits of nondestructive and protein surface charge‐independent encapsulation, the feasibility of this biomimetic strategy for biostorage, enzyme cascades, and biosensing was also verified. It is believed that this convenient and versatile encapsulation strategy has great promise in the important fields of biomedicine, catalysis, and biosensing.

Abstract Embedding an enzyme within a MOF as exoskeleton (enzyme@MOF) offers new opportunities to improve the inherent fragile nature of the enzyme, but also to impart novel biofunctionality to the MOF. Despite the remarkable stability achieved for MOF‐embedded enzymes, embedding patterns and conversion of the enzymatic biofunctionality after entrapment by a MOF have only received limited attention. Herein, we reveal how embedding patterns affect the bioactivity of an enzyme encapsulated in ZIF‐8. The enzyme@MOF can maintain high activity when the encapsulation process is driven by rapid enzyme‐triggered nucleation of ZIF‐8. When the encapsulation is driven by slow coprecipitation and the enzymes are not involved in the nucleation of ZIF‐8, enzyme@MOF tends to be inactive owing to unfolding and competing coordination caused by the ligand, 2‐methyl imidazole. These two embedding patterns can easily be controlled by chemical modification of the amino acids of the enzymes, modulating their biofunctionality.

Sample preparation is an inevitable step in the screening workflow for the identification of unknown pollutants in the aquatic environment. However, the possible loss of pollutants during sample preparation has aroused serious concern but remains not effectively resolved. This study shows that high-risk pollutants omitted in solid-phase extraction (SPE) can be identified via in situ thin-film microextraction (TFME) coupled with high-resolution mass spectrometry. It was observed that a total of 541 features showed higher mass spectrometry signal intensity by using in situ TFME in comparison with SPE. Subsequently, 28 compounds were identified from the features with higher intensity by comparing the recorded tandem mass spectra with the online database and validating with standards. Notably, six out of these compounds were completely omitted using SPE, including a dye, drug, and industrial product. It was confirmed that the lower extraction efficiencies of SPE were attributed to the limited sample volumes, the losses of compounds during sample transportation and storage, and the entrapment of compounds in SPE columns. This study demonstrates that in situ TFME should be used as a supplementary technique to SPE for extending the coverage of pollutants in the screening workflows.

Abstract Efficiently converting solar energy into chemical energy remains a formidable challenge in artificial photosynthetic systems. To date, rarely has an artificial photosynthetic system operating in the open air surpassed the highest solar-to-biomass conversion efficiency (1%) observed in plants. In this study, we present a three-dimension polymeric photocatalyst achieving a solar-to-H 2 O 2 conversion efficiency of 3.6% under ambient conditions, including real water, open air, and room temperature. The impressive performance is attributed to the efficient storage of electrons inside materials via expeditious intramolecular charge transfer, and the fast extraction of the stored electrons by O 2 that can diffuse into the internal pores of the self-supporting three-dimensional material. This construction strategy suppresses the interlayer transfer of excitons, polarizers and carriers, effectively increases the utilization of internal excitons to 82%. This breakthrough provides a perspective to substantially enhance photocatalytic performance and bear substantial implications for sustainable energy generation and environmental remediation.

Intra-frame HDR imaging with multiple integration times effectively expands the dynamic range of infrared focal plane array systems at the cost of image quality decreasing due to the loss of spatial resolution. To obtain a positive strategy for improving the intra-frame HDR image quality, a comparison of infrared images obtained from six different integration time arrangements is made. Four image quality assessment metrics, peak-signal-to-noise ratio, structural similarity index measure, natural image quality evaluator and perception-based Image quality evaluator are calculated for comparative analysis. The comparison result shows that the 1  23  4 arrangement with four different integration times exhibits the best improvement in image quality and demonstrates that the 1  23  4 arrangement has excellent visualization effect in high-quality intra-frame HDR imaging applications.

Assessment and control of emerging organic pollutants in food have become critical for global food safety and health. The European Union has set standards for certain emerging organic pollutants, such as phthalic acid esters (PAEs) in food. Because of being endocrine disruptors, PAEs are toxic and carcinogenic to humans. Release of PAEs from packaging materials poses a potential risk to human health and causes environmental pollution. In this study, a highly sensitive analytical method for the detection of PAE contents in tea beverages was established using hydroxyl-functionalized covalent organic frameworks (COFs) as solid-phase microextraction (SPME) coating. Results indicate that functionalization with hydroxyl groups enhances the adsorption of PAEs. The proposed method exhibits a wide linear range (1–20,000 ng L−1), low limits of detection (> 0.048 ng L−1), and satisfactory recovery (72.8 %–127.3 %). To investigate the PAE contamination in beverages, contamination levels of six typical PAEs and their health impacts were surveyed across various brands/types/packaging materials of tea beverages sold in China. Results of the hazard quotient and hazard index approaches suggest no or extremely low health concerns regarding PAE levels. We observe that hydroxyl groups functionalized on COFs enhance the adsorption of PAEs. Moreover, an important outcome of this study is development of an efficient and sensitive direct detection method for PAEs in complex tea matrices, providing a reliable approach for the assessment of PAEs in other complex matrices.

As the potential risks on human and aquatic animal exposed to the glucocorticoids in environment, it is essential to detect anti-epidemic pharmaceutical in real water samples. In this work, a core-shell shape, magnetic suspension particle sorbents of Fe3O4@oleic acid@polydopamine (Fe3O4@OA@PDA) were synthesized for magnetic dispersive solid phase microextraction (MDSPME), which possessed considerable dispersibility in water samples and extracted three glucocorticoids through hydrogen bonding with high detection sensitivity. The adsorption process of MDSPME was investigated by thermodynamic and kinetic theory, which demonstrated that the kinetic processes of adsorption were in accordance with the quasi second order kinetic model, and the adsorption isotherm was in accordance with the Freundich model. Combined with high performance liquid chromatography-Ultraviolet spectrophotometer detector, the proposed method had a linear range of 5–200 μg/L with an ultra-low detection limit down to 0.5–1.1 μg/L. The Green Analytical Greenness Metric (AGREE) software was employed to evaluate the greenness of the analytical method. This work presented an effective strategy for creating ultrasensitive and cost-effective probe for detection in anti-epidemic drugs.