ACS AMI. 基于凝聚层的复合物组装实现过氧化物酶样活性和超灵敏葡萄糖传感

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

固定在人造纳米反应器的有限结构中的内置催化中心由于其在各种催化转化中的广泛应用而获得了极大的关注。然而，在受限环境中设计具有暴露表面的均匀分布的催化单元是一项具有挑战性的任务。在这里，我们利用量子点(QD)嵌入凝聚层液滴(QD-Ds)作为一个封闭的隔间，在没有任何额外的还原剂的情况下原位合成金纳米粒子(金纳米粒子)。高分辨率透射电子显微镜图像揭示了在QD-Ds(金@QD-Ds)内部均匀分布的5.6±0.2纳米大小的金纳米颗粒。发现原位合成的Au NPs在28天的时间内是稳定的，没有任何团聚。对照实验表明，嵌入的量子点的自由表面羧酸基团同时作为金纳米粒子的还原剂和稳定剂。值得注意的是，在相似的实验条件下，这些金@QD-Ds与大量含水的金纳米粒子和金@量子点相比，表现出优异的过氧化物酶样活性。观察到的过氧化物酶样活性遵循Au@QD-Ds内部的经典米氏-门登模型，通过快速电子转移途径。通过考虑限制、质量作用和嵌入的金纳米粒子的无配体表面，已经解释了增强的类过氧化物酶活性。本发明的复合纳米复合材料在几个连续的循环中表现出优异的可回收性，而不损害它们的催化活性。最后，与葡萄糖氧化酶(GOx)负载的金@QD-Ds的级联反应已被用于葡萄糖的比色检测，在溶液中和在滤纸上的检测极限为272 nM。本工作强调了一种用于制造光学活性功能性杂化多光子组件的简单且可靠的方法，并且可能在包括生物分析化学和光电子学在内的各种领域中发现重要性。

简介

(A)通过简单混合量子点和PDADMAC制造QD-Ds的示意图。(B) FESEM和(C)QD-Ds的共聚焦图像(DIC和荧光)。(D)QD数码相机在不同放大倍数下的透射电子显微镜图像。

(A)日光照片，显示QD-D溶液在增加300个微米HAuCl4后的变化。(B)QD-Ds和金@QD-Ds的紫外-可见光谱显示了添加300微米高氯酸后金纳米颗粒的形成。添加300微米HAuCl4之前和之后QD-Ds (C)的共焦图像(DIC)的变化。(E)金@QD-D的放大DIC图像，(F)金@QD-D在不同放大倍数下的TEM图像。

(A)显示金@QD-D中存在镉、碲、氧、碳和金的元素图，(B)金@QD-D的EDX光谱。插图显示不同元素的重量和原子百分比。(C)金@QD-D的XPS测量光谱,( D) Au4f、(E) Cd3d和(F) Te3d的解卷积光谱。

(A)显示在H2O2存在下Au@QD-Ds的过氧化物酶样活性的示意图。(B，C )( I)TMB、(ii) TMB + H2O2、(iii)QD-Ds+TMB金和(iv)QD-Ds+TMB+H2O 2金的紫外-可见光谱和日光照片。(D)在H2O2存在下，用QD-Ds和金@QD-Ds在652 nm监测TMB氧化动力学。

Au@QD-Ds在不同条件下的过氧化物酶样活性。（A）pH值，（B）温度，以及（C）TMB和（D）H2O2的浓度。（E）Au@QD-Ds在储存多天后具有时间依赖性的过氧化物酶样活性。

（A，C）Au@QD-D的Michaelis-Menten图分别通过保持H2O2和TMB常数来催化TMB氧化，以及（B，D）分别为TMB和H2O2的相应Lineweaver-Burk图。

在存在金@QD-D和H2O2的情况下，TA (λex = 315 nm)的(A) RhB和(B) PL强度分布的随时间变化的紫外-可见光谱。(C)在(I)不存在和(ii)存在5 mM H2O2的情况下，在10 mM乙酸钠缓冲液(pH = 5.0)中沉积在GCE上的Au@QD-Ds的循环伏安图。(D)金@QD-Ds在几个连续循环中用于TMB氧化的可回收性试验。数据代表三个(n = 3)独立实验的平均SEM。(E)在第一周期之前和第五周期之后的Au@QD-Ds的共焦图像。(F)不同催化循环前后金@QD-Ds的紫外-可见光谱。

(A)用于葡萄糖检测的GOx/Au@QD-D复合物的示意图。(B)在652 nm处监测的TMB吸光度随时间的变化,( C)显示在pH = 6时改变葡萄糖浓度(0-500微米), Au@QD-Ds对TMB氧化的浓度依赖性响应的线性图。(D)显示不同ph值下通过GOx/Au@QD-D系统的葡萄糖LOD的柱状图。(E)日光照片，描绘了在不同葡萄糖浓度(0-500微米)下TMB氧化的水溶液(上图)和纸条(下图)的颜色变化。(F)Au @ QD-Ds对不同糖的选择性反应。数据代表三个(n = 3)独立实验的平均SEM。通过双尾、不成对的学生t检验评估统计显著性，三个星号(***)代表P值< 0.001。

相关成果以“Coacervate-Based Plexcitonic Assembly toward Peroxidase-like Activity and Ultrasensitive Glucose Sensing”，发表在国际学术期刊“ACS Appl. Mater. Interfaces”上。

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https://doi.org/10.1021/acsami.3c02863

转自：“NANO学术”微信公众号

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