原位合成3D Au@Pt纳米酶水凝胶SERS基底，用于高灵敏度和定量检测

《ACS Sensors》：In Situ Synthesis of 3D Au@Pt Nanozyme Hydrogel SERS Substrates for Highly Sensitive and Quantitative Sensing

定量检测复杂样品中低浓度分子是表面增强拉曼光谱（SERS）分析的重要挑战。本研究通过原位一步法制备了具有过氧化酶和氧化酶模拟活性的三维Au@Pt纳米酶水凝胶SERS基板（Au@Pt@Agar），通过整合纳米酶与水凝胶有效克服传统SERS的定量性能差、基质干扰、重现性低及结构不稳定性等问题。该基板展现出高均一性、稳定性及催化活性，其三维网络结构提供大量活性位点，使小分子检测灵敏度显著提升。实验证实该基板通过硝基苯重氮化与氧化还原反应可分别实现硝酸盐（2.27×10?13 M）和谷胱甘肽（1.98×10?1? M）的高灵敏度检测，灵敏度较现有方法提高3个数量级。实际应用中无需复杂前处理即可实现食品中硝酸盐和血清中谷胱甘肽的快速检测，在食品安全和医疗诊断领域具有重要应用前景。

　　

在表面增强拉曼光谱（SERS）分析中，定量检测复杂样品中的低浓度分子仍然是一个重大挑战。在这项研究中，我们采用原位一步法合成了具有过氧化物酶和氧化酶模拟活性的三维Au@Pt纳米酶水凝胶SERS基底（Au@Pt@Agar）。将纳米酶与水凝胶结合使用，克服了SERS的多个局限性，包括定量性能差、基质干扰、重现性差以及结构稳定性不足等问题。所合成的Au@Pt纳米酶水凝胶SERS基底具有均匀性、稳定性，并表现出高效的催化活性。其三维网络结构提供了大量的活性位点，从而能够高度灵敏地检测小分子。Au@Pt@Agar能够催化无色的3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）氧化，生成具有强SERS信号的蓝色氧化物。通过利用重氮化和氧化还原反应，该纳米酶能够检测亚硝酸盐和谷胱甘肽（GSH），其检测限分别低至2.27 × 10^–13 M和1.98 × 10^–10 M。由于基底中过氧化物酶和氧化酶的双重作用，检测灵敏度得到了显著提高，比文献中报道的先前方法高出至少3个数量级。此外，该方法已成功应用于食品中亚硝酸盐和人体血清中谷胱甘肽的SERS检测，且无需复杂的样品预处理。实验结果证明了该方法的优异准确性和实用性，显示出其在食品安全、医疗保健及相关领域的广泛应用潜力。