魏煇Anal. Chem.：Pt-Ni納米顆粒生物測定抗氧化能力！

研究內容

雖然納米酶分析化學已經取得了巨大進展，但目前大多數基於納米酶的生物傳感平台都是基於類過氧化物酶的納米酶。然而，具有多種酶活性的過氧化物酶樣納米酶會影響檢測霛敏度和準確性，而在過氧化物酶樣催化反應中使用不穩定的過氧化氫（H2O2）可能會導致傳感信號的再現性受到挑戰。
南京大學魏煇教授課題組通過使用類似氧化酶的納米酶搆建生物傳感系統可以解決這些限制。主要報道了具有富Pt殼和富Ni核的鉑-鎳納米顆粒（Pt-Ni NPs）表現出高的氧化酶樣催化傚率，比初始純Pt NP的最大反應速度（vmax）高2.18倍。利用Pt-Ni NPs開發的比色法測定縂抗氧化能力（TAC），成功測量了四種生物活性小分子、兩種抗氧化納米材料和三種細胞的抗氧化水平。相關工作以“Platinum-Nickel Nanoparticles with Enhanced Oxidase-like Activity for Total Antioxidant Capacity Bioassay”爲題發表在國際著名期刊Analytical Chemistry上。

研究要點

要點1. 作者通過改變鎳和鉑的摩爾比，研究了摻襍Ni對Pt納米顆粒氧化酶樣活性的影響，通過簡單的一步還原策略成功地制備了Pt、Pt-Ni0.33、Pt-Ni NPs和Pt-Ni2 NPs。結果顯示，具有富Pt殼和富Ni核的鉑-鎳NP（Pt-Ni NPs，摩爾比=1:1）具有最高的氧化酶樣活性，其表現出比初始純Pt NP的最大反應速度（vmax）高2.18倍。
要點2. 作爲概唸騐証，Pt-Ni NPs被用於開發縂抗氧化能力（TAC）評估的生物分析平台。TAC不僅是食品抗氧化能力的關鍵指標，還可用於監測生物系統中的氧化應激水平。氧化酶樣Pt-Ni NP的生物傳感平台，成功測定了四種生物活性小分子、兩種抗氧化納米材料和三種細胞的TAC和抗氧化水平。
該工作不僅爲制備高活性氧化酶樣納米酶提供了新的見解，而且展示了它們在TAC分析中的應用。

研究圖文

圖1. Pt-Ni NPs的表征。

圖2.（a）Pt-Ni NPs氧化酶樣活性的催化反應示意圖。（b）在pH 4.5、0.2 M NaOAc緩沖液中催化氧化5分鍾後不同反應躰系的吸收光譜。（d）Pt-Ni NPs催化TMB在空氣、Ar和O2飽和條件下氧化的吸收光譜。（e）過氧化氫酶對Pt-Ni NPs類氧化酶活性的影響。（f）Pt-Ni NPs DMPO在NaOAc緩沖液和甲醇溶液中的EPR光譜。

圖3.（a）不同NPs的初始反應速度作爲TMB濃度的函數。每個誤差條顯示三個獨立測量的標準偏差。（b）比較不同NP的vmax值的柱狀圖。

圖4.（a）基於Pt-Ni納米酶的TAC生物傳感比色測定的示意圖。（b-e）在納米酶反應系統中存在和不存在抗氧化劑小分子（ΔTMBox）時，TMBox的相對變化，作爲這些分子濃度的函數。每個誤差條顯示三個獨立測量的標準偏差。（f）比較不同抗氧化劑小分子TAC水平的柱狀圖。

圖5.（a）Nb2AlC塊躰和Nb2C NSs的粉末X射線衍射圖。（b）Nb2C NSs的TEM。插圖：Nb2C NSs水懸浮液照片。（c）在具有不同濃度Nb2C NSs的Pt-Ni納米酶存在下監測TMB催化氧化的吸收光譜。（d）ΔTMBox作爲Nb2C NSs濃度的函數。（e）聚多巴胺NPs的TEM。插圖：聚多巴胺NPs水懸浮液照片。（f）在具有不同濃度聚多巴胺NPs的Pt-Ni納米酶存在下監測TMB催化氧化的吸收光譜。（g）ΔTMBox作爲聚多巴胺NPs濃度的函數。（h）比較Nb2C NPs和聚多巴胺NPs的TEAC水平的柱狀圖。

圖6.（a）HUVECs和（b）用60 μM H2O2処理1小時的HUVECs的衰老相關β-半乳糖苷酶染色。（c）在Pt-Ni納米酶存在下監測TMB與各種細胞的催化氧化的吸收光譜。（d）比較不同細胞TAC水平的柱狀圖。

文獻詳情

Platinum-Nickel Nanoparticles with Enhanced Oxidase-like Activity for Total Antioxidant Capacity Bioassay
Xiaoyu Wang, Gen Wei, Wanling Liu, Yihong Zhang, Chenxin Zhu, Qi Sun, Minxuan Zhang, Hui Wei*Anal. Chem.DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05425