基于Cu-MOF@N掺杂石墨纳米颗粒的比色葡萄糖生物传感器：增强过氧化物酶样活性及其在即时检测中的应用

推荐：研究人员针对天然酶稳定性差、成本高的问题，开发了具有过氧化物酶样活性的Cu-MOF@N-dGr纳米酶，通过两步法合成并表征其结构（SEM/EDX/XPS/BET），实现了H2O2（0.08-1.12 mM）和葡萄糖（0.16-0.83 mM）的高灵敏比色检测，为即时诊断提供了稳定、低成本的新策略。

　　

在生物医学检测领域，天然酶（如过氧化物酶）虽具有高效催化能力，却面临制备成本高、环境敏感性强的瓶颈。金属有机框架（MOF）因其可调控的孔隙结构和多功能位点成为新兴的仿酶材料，但传统MOF存在易聚集、选择性低等问题。为此，研究人员通过将氮掺杂石墨（N-dGr）与铜基MOF复合，开发了一种兼具高稳定性和催化活性的纳米酶系统。

这项研究由国内团队完成，发表于《Sensing and Bio-Sensing Research》。研究者采用软氮化法合成N-dGr，再通过溶剂热法将Cu-MOF锚定于其表面，利用XPS、SEM、BET等技术表征材料特性。通过优化pH（4.0）和温度（40°C），系统评估了纳米酶催化OPD氧化生成2,3-二氨基吩嗪（DAP）的动力学性能，并构建了H₂O₂和葡萄糖的双重检测体系。

3.1 纳米酶制备与表征
通过XPS证实Cu²⁺/Cu⁺共存态和Cu-N配位（398.8 eV），SEM显示多孔球形结构，BET测得超高比表面积（1315.51 m²/g）。DLS显示纳米颗粒平均粒径700 nm，zeta电位-17 mV，表明其良好分散性。

3.2 过氧化物酶样活性
Cu-MOF@N-dGr催化H₂O₂氧化OPD的Km值（0.003 mM）显著低于天然HRP（0.59 mM），V_max达10.67×10^-8 M·s^-1，归因于N掺杂提升的电子转移效率。

3.5 葡萄糖检测应用
耦合葡萄糖氧化酶（GOx）反应，实现0.16-0.83 mM葡萄糖检测（LOD 0.09 mM）。临床验证显示与商用试剂盒无显著差异（5.14±0.23 vs 5.33±0.18 mM），且对果糖/乳糖等干扰物具高选择性。

该研究创新性地将MOF与碳材料复合，解决了传统纳米酶聚集和活性低的难题。其开发的比色传感器在6个月内保持稳定，为糖尿病管理等即时检测需求提供了新思路。未来可拓展至胆固醇、尿酸等标志物检测，推动纳米酶在精准医疗中的应用。