三重协同空心AuAg@CeO2等离子体纳米酶通过智能手机集成双模式生物传感实现碱性磷酸酶快速检测

本研究针对碱性磷酸酶（ALP）检测中灵敏度低、基质干扰大等技术瓶颈，开发了具有空心结构的AuAg@CeO2等离子体纳米酶。通过局域表面等离子体共振（LSPR）、光热效应和热电子注入三重协同机制，将ALP检测灵敏度提升100倍（达纳摩尔级），并构建智能手机集成的比色/光热双模式平台，实现10分钟内临床样本（血清/尿液）中ALP的高精度检测（回收率94.8–105.4%），为即时检测（POCT）提供了创新解决方案。

　　

碱性磷酸酶（ALP）作为肝功能和骨代谢的关键生物标志物，其精准检测对肝炎、肝硬化等疾病的早期诊断至关重要。然而，传统检测方法受限于仪器依赖性强、操作复杂且易受样本基质干扰，难以满足基层医疗和动态监测需求。针对这一挑战，重庆某研究团队在《Journal of Colloid and Interface Science》发表的研究，通过创新设计空心AuAg@CeO₂等离子体纳米酶，实现了ALP的超灵敏快速检测。

研究采用种子介导生长法合成空心AuAg纳米笼，通过界面工程构建CeO₂壳层，结合紫外-可见光谱、透射电镜和X射线光电子能谱进行表征。利用临床样本验证性能，通过智能手机RGB分析和红外热成像实现双模式检测。

主要研究结果

1. 材料设计与表征：空心结构通过多尺度光散射增强近红外（NIR）光子捕获，AuAg-CeO₂异质结实现定向电荷转移，氧空位浓度经XPS证实提升3.2倍。
2. 三重协同催化机制：ALP催化生成的抗坏血酸（AA）触发级联反应：①等离子体热电子再生CeO₂氧空位优化H₂O₂吸附；②808 nm激光诱导光热效应降低H₂O₂解离能垒；③LSPR增强界面电子转移动力学，使过氧化物酶（POD）样活性提升8.7倍。
3. 检测性能：在0.1–80 U/L范围内呈现线性响应，检出限低至0.067 U/L，较商用试剂盒灵敏度提高100倍，且不受α-淀粉酶等10种干扰物影响。
4. 临床验证：46例人类样本检测结果与ELISA一致性达98.5%，血清/尿液平均回收率分别为102.3%和97.6%，证实其抗干扰能力。

结论与意义
该研究通过阐明结构-LSPR-活性关联规律，首创了自适应纳米酶设计策略。智能手机集成平台突破传统检测的时空限制，为肝病筛查和骨代谢监测提供便携式解决方案。其三重协同催化机制为开发其他疾病标志物检测纳米酶提供了普适性范式，推动精准医疗向基层渗透。研究团队特别指出，该技术未来可通过调整等离子体组分（如掺入Pt）进一步拓展至多重标志物联检领域。