南昌大学徐鹏、邱萍等2024年最新成果：嵌入钼单原子纳米花中的铁碳点作为多功能纳米酶，用于双模式检测双氧水和尿酸
论论资讯 ｜ 2024-04-27 ｜
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Journal of Colloid and Interface Science
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Iron-carbon dots embedded in molybdenum single-atom nanoflowers as multifunctional nanozyme for dual-mode detection of hydrogen peroxide and uric acid
Chen J.; Lian T.; Liu S.; Zhong J.; Cheng R.; Tang X.; Xu P.; Qiu P.
Published：2024-08-01
DOI：10.1016/j.jcis.2024.04.110
研究背景
在当今社会，快速、灵敏的生物传感器对于检测尿酸等物质至关重要。然而，单模式单原子纳米酶在生物传感器领域仍然存在挑战。这项研究旨在解决这一问题，通过铁-碳点嵌入钼原子纳米花的新型设计，提高催化性能，实现双模式检测。
研究内容
这项研究使用了铁掺杂的碳点（Fe CDs）加载在钼单原子催化剂（Mo SACs）的边缘和孔隙中，成功制备了复合材料Fe CDs/Mo SACs。该材料不仅提高了催化性能，而且在不改变原始形态的情况下开发了荧光模式。研究表明，制备的材料在优化条件下对底物具有更好的亲和力和更快的反应速率。通过稳态动力学数据计算得出特定的动力学参数Km为0.39 mM，Vmax为7.502×10^-7 M·s^-1。Fe CDs/Mo SACs材料表现出优秀的过氧化物酶样活性，能够将H2O2分解成•OH，进而氧化无色的邻苯二胺（OPD）为黄色的2,3-二氨基苯azine（DAP）。同时，Fe CDs/Mo SACs的荧光信号在460 nm处明显被DAP通过内部滤光效应（IFE）猝灭，而DAP的特征荧光响应逐渐增加到590 nm。基于这种传感机制，构建了一种敏感且准确的双模式（比色和比值荧光）传感器，用于检测H2O2和尿酸，其恢复率和线性度适用于人体血清和尿液样本中尿酸的检测。该方法为尿酸的快速敏感检测提供了新策略，并且在生物传感器领域拓宽了单原子催化剂的发展。
研究意义
这项研究的创新之处在于提出了一种新型的纳米酶，能够实现双模式检测，为生物传感器领域带来了新的可能性。通过提高催化性能和开发新的检测模式，这项研究为尿酸等物质的准确检测提供了有效途径，同时也为单原子催化剂在生物传感器领域的应用拓展了新的方向。
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