基于质子调制机制集成纳米酶的双模式生物传感器用于乙酰胆碱酯酶分析：开辟疾病诊断与药物研发新路径

为解决纳米酶活性原位调控及乙酰胆碱酯酶（AChE）检测问题，研究人员构建基于质子调控机制的比色 - 电化学双通道传感器。利用 AChE 水解乙酰胆碱产生醋酸调节 pH，调控纳米酶活性，实现 AChE 定量检测，为相关疾病诊断和药物研发提供新方法。

　　在生命的长河中，神经系统犹如精密的指挥中心，而乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase，AChE）则是其中一位至关重要的 “传令官”。AChE 在生物神经传导中扮演着不可或缺的角色，它能够快速分解中枢胆碱能系统中的神经递质，确保神经信号分子正常传递。然而，当 AChE 出现异常表达时，就如同指挥中心的通讯出现故障，与帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病紧密相连。因此，精准检测 AChE 的含量，就像是获取了一把打开神经系统疾病早期诊断大门的钥匙，同时也为相关药物研发照亮了前行的道路。

尽管纳米酶传感技术近年来取得了显著进展，但如何巧妙设计方法实现纳米酶活性的原位调控，依然是仿生领域面临的一大挑战。在这样的背景下，来自成都医学院等机构的研究人员勇敢地迎接挑战，开展了一项极具创新性的研究。

研究人员提出了一种质子调制策略，用于纳米酶活性的自我调节，并以 AChE 为模型分析物，构建了一个双模式比色和电化学生物检测系统。该研究的成果意义重大，不仅成功实现了对 AChE 的 “按需” 测定，还达成了纳米酶催化活性的原位调控，为建立自我调节的双模式分析方法开辟了新途径，为 AChE 相关疾病的新型诊断方法开发注入了新动力。这一研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》上，引发了科学界的广泛关注。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过一步水热法合成了新型纳米酶（7% hemin - Bi₂WO₆，H - Bi₂WO₆）。利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对其形貌进行观察，借助 X 射线衍射技术（XRD）分析其晶体结构。基于 AChE 能够促进乙酰胆碱（ACh）水解产生醋酸，进而影响溶液 pH 的原理，构建双模式传感策略，实现对 AChE 活性的检测。

下面来详细看看研究结果：

• 新型纳米酶的合成与特性：研究人员采用一步水热法成功制备出 H - Bi₂WO₆。通过 SEM 和 TEM 观察发现，其呈现三维花状球形结构，由众多纳米片组装而成，形成了大小各异的间隙。XRD 分析表明，其在 28.29°、33.03°、47.19°、56.01°、58.73° 和 75.95° 处的衍射峰，分别对应（113）、（200）等晶面，证实了其晶体结构。这种独特的结构为后续展现优良的催化性能奠定了基础。
• 双模式传感策略的构建与检测性能：H - Bi₂WO₆具有类似过氧化物酶（POD）的特异性活性，在过氧化氢（H₂O₂）共存的情况下，能够激活 3,3’,5,5’ - 四甲基联苯胺（TMB）产生氧化态 TMB（oxTMB）。oxTMB 具有良好的光学和电化学性质，可显著增强检测信号。基于 AChE 促进 ACh 水解产生醋酸改变溶液 pH，进而原位调控纳米酶催化性能的原理，构建了基于 AChE 活性的自调制比色和电化学双通道传感策略。该策略实现了对 AChE 的定量分析，比色法检测限达 0.04 mU/mL，电化学法检测限低至 0.015 mU/mL。在加标人体血液样本检测中，回收率在 97.44% - 107.66% 之间，展现出良好的检测准确性。

研究结论和讨论部分再次强调了该研究的重要意义。研究人员成功建立了一种原位调节纳米酶催化活性的新策略，设计出比色和电化学双输出信号传感平台，能够简便、准确地评估 AChE 活性。这种传感器通过 AChE 介导的产质子催化反应实现纳米酶活性的原位调控，利用 H - Bi₂WO₆产生比色和电化学信号。这一成果为 AChE 相关疾病的早期诊断和药物研发提供了有力的技术支持，有望推动生命科学和健康医学领域的进一步发展。未来，随着研究的深入，这种双模式生物传感器可能会在更多复杂生物样本检测、临床诊断等实际应用场景中大放异彩，为人类健康事业做出更大的贡献。