壳聚糖稳定氧化铜纳米颗粒：一种新型抗坏血酸比色传感策略及其生物医学应用

本研究针对抗坏血酸（AA）检测中传统方法成本高、操作复杂等问题，开发了一种基于壳聚糖交联稳定氧化铜纳米颗粒（CuO@C-CS）的仿生比色传感器。通过FTIR、XRD等技术验证材料特性后，利用其过氧化物酶样活性催化TMB-H2O2显色体系，实现AA的高灵敏度检测（LOD 0.24 μM），并成功应用于橙汁样本分析，为食品和生物医学检测提供了低成本、高选择性的新方案。

　　

抗坏血酸（Ascorbic acid, AA）作为人体必需营养素，其缺乏与坏血病、心血管疾病等多种疾病密切相关。然而，现有AA检测技术如色谱法和电化学分析法存在设备昂贵、操作繁琐等瓶颈。尤其令人困扰的是，天然酶（如辣根过氧化物酶HRP）在比色检测中易受环境条件限制，而传统纳米材料又面临聚集失活难题。如何开发兼具稳定性、生物相容性和高灵敏度的检测体系，成为当前研究的关键挑战。

针对这一科学问题，来自海南国际先进光电功能材料联合研究中心等机构的研究团队在《Analytical Biochemistry》发表创新成果。他们巧妙利用壳聚糖（CS）的生物相容特性，通过环氧氯丙烷交联构建三维网络结构，并原位负载氧化铜纳米颗粒（CuO NPs），成功研制出CuO@C-CS纳米酶。该材料不仅解决了NPs易聚集的难题，更展现出优异的过氧化物酶样活性，为AA检测开辟了新途径。

研究采用紫外可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）等技术表征材料特性，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了交联结构中C-O-C键（1078 cm^-1）的形成。在检测体系优化中，利用CuO@C-CS催化TMB-H₂O₂产生蓝色oxTMB（最大吸收峰652 nm），而AA的加入通过抑制酶活性和还原oxTMB实现信号转导。

【Structure of the copper oxide deposited crosslinked chitosan】章节揭示，交联壳聚糖的羟基（3500-3200 cm^-1）和CuO的Cu-O键（500-600 cm^-1）共同稳定了纳米结构。SEM显示NPs均匀分布在50-80 nm范围内，EDX证实Cu元素占比达12.7%。

【Conclusions】部分指出，该传感器在1-96 μM范围内呈现优异线性（R²=0.999），对AA的选择性远超葡萄糖、尿素等干扰物。实际应用中，橙汁样本加标回收率达97.3-103.5%，验证了方法的可靠性。

这项研究的突破性在于：首次将环氧氯丙烷交联壳聚糖与CuO NPs结合，创造出兼具环境友好性和高催化活性的纳米酶；建立的比色法较传统方法成本降低90%以上；为食品质量监控和疾病标志物检测提供了普适性技术框架。正如作者Nazish Kanwal等强调的，该策略可拓展至其他生物活性物质的检测，在精准医疗和食品安全领域具有广阔应用前景。