编辑推荐：
为解决现有胰岛素检测方法成本高、操作复杂等问题，研究人员开展合成镍掺杂壳聚糖纳米颗粒（Ni-CSNPs）用于电化学胰岛素检测的研究。结果显示，修饰后的电极检测性能优异，这为糖尿病诊断提供了新途径。
在生物医学检测领域，糖尿病的诊断一直是备受关注的焦点。胰岛素作为调节血糖的关键激素，其准确检测对于糖尿病的诊断和治疗至关重要。然而，当前的胰岛素检测方法，如高效液相色谱和毛细管电泳，存在成本高昂、需要复杂的预处理步骤以及依赖专业人员操作等问题。这些问题限制了它们在临床诊断中的广泛应用，因此，开发一种高效、低成本且操作简便的胰岛素检测方法迫在眉睫。
为了解决这些问题，来自国外的研究人员开展了一项关于合成镍掺杂壳聚糖纳米颗粒（Ni-CSNPs）并将其应用于电化学胰岛素检测的研究。该研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》上。这项研究具有重要意义，若能成功，将为糖尿病的临床诊断提供一种更便捷、高效的检测手段，有望改善糖尿病患者的诊断体验和治疗效果。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，通过离子凝胶法合成了壳聚糖纳米颗粒（CSNPs）和 Ni-CSNPs，利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）以及动态光散射（DLS）等技术对纳米颗粒进行全面表征，以明确其结构和性质。在电化学检测方面，采用循环伏安法（CV）来研究修饰电极的性能，包括检测胰岛素的活性、分析氧化反应的动力学等 。
在研究结果部分，研究人员首先对 CSNPs 和 Ni-CSNPs 进行了详细表征。通过 DLS 分析不同体积三聚磷酸钠（TPP）对 CSNPs 粒径和多分散指数（PDI）的影响，发现添加 100 μL TPP 时，PDI 小于 0.5 且颗粒较小，更适合后续实验。Zeta 电位和电导率测试表明，CSNPs 和 Ni-CSNPs 体系稳定性良好，且 Ni 的引入对 Zeta 电位影响较小。FT-IR 分析确认了化学组成和分子间相互作用，证明了吸附过程涉及功能基团间的静电作用和络合反应。SEM 和 TEM 图像显示，CSNPs 和 Ni-CSNPs 均呈球形结构，TEM 测得 CSNPs 平均粒径约 134.1 nm，Ni-CSNPs 约 158.5 nm，同时 EDX 分析确定了元素组成。活性表面积测定发现，Ni-CSNPs 修饰的丝网印刷碳电极（Ni-CSNPs-SPCE）活性表面积最大，为分析物检测提供了更多活性位点。
随后，研究人员研究了 pH 对电化学胰岛素测定的影响及胰岛素电化学氧化机制。在不同 pH 溶液中对胰岛素进行测定，发现碱性条件下（pH = 11）电流响应更高，这表明 OH-参与了电化学反应。Ni (OH)2在电极活化过程中形成，其氧化生成的 NiO (OH) 是催化胰岛素直接氧化的活性位点。
在胰岛素氧化动力学研究中，通过记录不同扫描速率下 2 μM 胰岛素（pH = 11）的 CV 曲线，发现胰岛素氧化过程是吸附控制过程，电极反应为单电子不可逆氧化过程，计算得到标准异相反应速率常数为 5.39×10-3 s-1 。
在电化学测定胰岛素方面，利用 Ni-CSNPs-SPCE 对不同浓度胰岛素进行测定，结果显示在 0.3 μM 至 5 μM 范围内，电流响应与胰岛素浓度呈良好线性关系，具有高灵敏度（0.09 mA/μM）和低检测限（0.02 μM） ，检测性能优于许多文献报道的修饰电极。在选择性研究中，该修饰电极在常见干扰物存在下仍能准确检测胰岛素。在人体血液血清中的检测实验表明，Ni-CSNPs-SPCE 可用于实际样品中胰岛素的测定，在血清中检测限为 0.02 μM，灵敏度为 0.12 mA/μM。
研究结论和讨论部分指出，本研究成功合成了 Ni-CSNPs，其导电性高于壳聚糖薄膜，FT-IR 证实了壳聚糖与 TPP 以及壳聚糖纳米颗粒与 Ni2+之间的键合和络合物形成。胰岛素在修饰电极上的氧化是受吸附限制的不可逆单电子反应。基于这些研究，修饰电极在胰岛素检测方面展现出优异性能，不仅检测范围宽、灵敏度高、检测限低，而且能够在干扰物存在及血液血清中准确检测胰岛素。这使得 Ni-CSNPs-SPCE 成为一种极具前景的胰岛素检测平台，有望在未来糖尿病临床诊断中得到广泛应用，为糖尿病的精准诊断和治疗提供有力支持。
