基于硫量子点/二氧化锰纳米复合材料的单宁酸双模式检测平台开发及其在食品安全与环境监测中的应用

本研究开发了硫量子点(SQDs)/MnO2纳米复合材料作为高活性纳米酶，通过催化TMB产生•OH自由基实现单宁酸(TA)检测。该平台结合比色法与智能手机辅助分析，在复杂食品和环境样品中展现出高灵敏度与准确性，为食品安全监测和环境污染物检测提供了新技术方案。

　　

亮点

化学品

升华硫粉(99.95%)、乙二胺(EDA, 99.5%)、高锰酸钾(KMnO₄)、无水硫酸锰(MnSO₄)、氨水(NH₃·H₂O)、3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)、2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)、邻苯二胺(OPD)、单宁酸(TA)及多种氨基酸和乙醇等试剂均购自上海试剂公司。

表征与纳米酶活性

通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对MnO₂和SQDs/MnO₂纳米材料的形貌结构进行研究。图S1显示MnO₂纳米材料呈现直径约1μm的花状结构。掺杂SQDs后，SEM观察显示其形貌基本保持不变(图1A)，但粒径减小至约200nm，这一结果也通过TEM图像得到证实(图1B)。SQDs/MnO₂的TEM图像显示其花瓣状纳米片组装成3D多孔结构，这种特殊形貌赋予材料高比表面积。

结论

本研究采用简化方法合成了大量SQDs/MnO₂纳米材料。该材料呈现由花瓣状纳米片组装而成的3D多孔花状结构，具有高比表面积。该纳米复合材料在无H₂O₂条件下能有效催化TMB氧化生成蓝色oxTMB，展现出高纳米酶活性。O₂在SQDs/MnO₂催化过程中起关键作用，材料通过催化O₂产生•OH自由基驱动TMB氧化反应。基于TA对•OH自由基的捕获效应，成功构建了双模式检测平台，为复杂基质中TA的快速检测提供了创新解决方案。