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理学院在中性纳米酶开发及生物硫醇传感研究方面取得新进展

2025-12-24   作者:李杨   审稿:鲁志伟     (浏览次数:)     打印    收藏

近日,理学院王显祥教授与李杨博士在纳米酶材料研发及生物传感应用领域取得新进展,成功构建了可在中性pH条件下高效模拟过氧化物酶活性的纳米材料,并开发了一种用于多种生物硫醇分子快速识别与精准检测的传感阵列。相关成果以Intrinsic peroxidase-mimicking activity of RuPDA at neutral pH and its biothiol sensing application为题,发表在国际分析化学领域知名期刊《Microchemical Journal》。

生物硫醇(如半胱氨酸、谷胱甘肽等)是维持机体氧化还原平衡的重要分子,其含量异常与多种疾病密切相关。然而,在生理性中性环境中实现对这类结构相似分子的高选择性检测仍具挑战。传统仿过氧化物酶纳米酶大多依赖酸性环境发挥最佳催化性能,严重制约了其在生理环境下的直接应用。针对这一难题,研究团队采用简便的溶剂热方法,成功制备出一种基于钌配位的新型纳米酶RuPDA。该材料具有独特的葵花籽状形貌,在中性pH条件下展现出优异的过氧化物酶模拟活性,其催化效率不仅超越天然辣根过氧化物酶,同时具备宽pH适应性(pH 3–9)与良好的稳定性。

研究发现,RuPDA与生物硫醇分子之间通过硫钌键发生特异性相互作用。基于其催化活性对pH的敏感性,利用单一RuPDA纳米酶,通过调节三个相近中性pH值下的催化响应作为传感通道,构建了一套无需多探针的简单比色传感阵列。该阵列对不同生物硫醇产生特征性颜色响应,可实现对半胱氨酸、谷胱甘肽与同型半胱氨酸的区分与定量检测,检测限达微摩尔级,并能在血清样本中实现准确识别。该方法突破了传统传感器依赖多种纳米酶或酸性条件的限制,为发展适用于生理环境的中性活性纳米酶提供了新思路,同时展示了一种简便、低成本、可视化的多目标物识别平台,在疾病诊断、生物监测等领域具有良好应用潜力。

本研究获得了国家自然科学基金和四川省自然科学基金等项目的支持。理学院何丽博士和动物医学院本科生祝其(已保研至四川大学)为论文共同第一作者,王显祥教授和李杨博士为共同通讯作者。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026265X25038974?via%3Dihub