基于铁吸附碳点纳米酶的双模式荧光/比色智能传感器在食品与细胞总抗氧化能力精准检测中的应用

针对传统总抗氧化能力(TAC)检测方法信号单一、易受干扰的局限，西华大学团队开发了基于铁吸附碳点纳米酶(Fe-CDs)的双模式荧光/比色传感器。该研究通过Fe3+ 介导的荧光淬灭-恢复机制和类过氧化物酶(POD)活性，实现了7种抗氧化剂的精准识别及5类实际样本的TAC检测，检测限低至0.4 μM，为食品质量评估和细胞氧化应激研究提供了新工具。

　　

在现代社会，氧化应激如同潜伏的"健康杀手"，与癌症、衰老等疾病密切相关。食物中的抗氧化剂就像人体内的"清道夫"，能中和过量的活性氧(ROS)。但如何准确评估这些抗氧化剂的"战斗力"——总抗氧化能力(TAC)，却让科学家们伤透脑筋。传统检测方法就像"独眼龙"，仅依赖单一信号，容易被复杂样本"蒙蔽"。更棘手的是，不同抗氧化剂会相互干扰，就像合唱团里的"跑调者"，让检测结果失真。西华大学的研究团队决心打破这一僵局，他们从碳点(CDs)这一明星纳米材料中找到了突破口。

研究人员创新性地将碳点与铁离子(Fe³⁺
)结合，打造出"双面特工"——铁吸附碳点纳米酶(Fe-CDs)。这个纳米尺度的"瑞士军刀"既能通过荧光信号"眨眼睛"示警，又能像过氧化物酶(POD)那样催化显色反应。相关成果发表在食品化学领域顶级期刊《Food Chemistry》上，为抗氧化检测开辟了新路径。

关键技术包括：1) 热解法合成多功能碳点；2) Fe³⁺
吸附优化与表征；3) 构建双模式传感器阵列；4) 细胞荧光成像技术。研究团队从市售水果和培养的癌细胞中获取样本，通过交叉验证提升检测可靠性。

Fe-CDs的智能响应机制
当Fe³⁺
吸附在碳点表面时，会像"熄灯"般猝灭荧光。而抗氧化剂就像"救火队员"，能夺走Fe³⁺
恢复荧光。同时，Fe-CDs展现出强大的POD活性，能催化TMB显色。不同抗氧化剂对这两个系统的干预程度各异，形成了独特的"指纹图谱"。

七大抗氧化剂的精准识别
通过线性判别分析等算法，传感器成功区分抗坏血酸(AA)、谷胱甘肽(GSH)等7种抗氧化剂。在果汁检测中，荧光和比色模式的检测限分别达2.1 μM和0.4 μM，比现有方法灵敏度提高3-5倍。

细胞水平的动态监测
更令人振奋的是，Fe-CDs能穿透细胞膜，通过荧光成像实时显示GSH含量的波动。这为研究氧化应激相关疾病提供了可视化工具，犹如给细胞装上了"抗氧化监测仪"。

这项研究实现了三大突破：首先，首创基于单一纳米材料的双模式检测平台；其次，通过传感器阵列解决抗氧化剂交叉干扰难题；最后，将食品检测与细胞研究无缝衔接。正如通讯作者Zhouyu Wang和Xiaoqi Yu强调的，该技术不仅适用于果汁品质控制，更能推动个性化营养研究和疾病机制探索。未来或可通过扩展传感器阵列，构建更全面的"抗氧化图谱数据库"，为精准医学注入新动能。