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分析化学2025年第11期:基于多孔Mn,Zr-CeO_2纳米酶的级联催化放大用于生理pH条件下miRNA-21的电化学分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:徐晓星;古兰;张荣琦;寇贝贝;晋晓勇;

单位:宁夏大学化学化工学院;

摘要:酶级联催化因其对电化学信号具有显著增强作用而成为提高生物传感器灵敏度的有效途径。目前广泛应用的天然酶虽然具有高特异性和高催化活性,但是易受环境因素影响而变性失活,而且成本高。此外,多数具有优良催化活性的纳米酶无法直接作为氧化还原探针使用,其氧化还原信号仅在强酸强碱溶液中和高电位条件下或通过功能化电活性物质时才能获得。本研究通过构建AuNPs(具有类葡萄糖氧化酶活性)和Mn、Zr双掺杂CeO_2纳米酶(Mn, Zr-CeO_2,具有类过氧化物酶活性)的双纳米酶级联催化体系来解决上述问题。由于高Ce~(4+)/Ce~(3+)比例及丰富的氧空位,Mn, Zr-CeO_2纳米酶可在中性介质及低电位条件下表现出优异的类过氧化物酶活性,实现电化学信号的显著放大。同时,其多孔结构可加速中间体H_2O_2的质子转移,有效提高酶级联催化效率。基于此,本研究构建了一种无标记电化学生物传感器,用于生理p H条件下mi RNA-21的灵敏检测,检出限低至32.5 fmol/L。本研究提出了一种新型高效纳米酶级联催化系统的构建策略,在生物分析、临床疾病诊断和相关生物技术领域展现出广阔的应用前景与实用价值。

关键词:Mn,Zr-CeO_2纳米酶;;酶级联催化效率;;信号放大;;电化学生物传感器

基金资助:国家自然科学基金项目(No.22204087);; 宁夏自然科学基金项目(No.2023AAC05008)资助~~