Pd纳米颗粒修饰MoS2氧化酶纳米酶用于生物硫醇检测及癌细胞鉴别

为解决传统纳米酶依赖有毒H2O2及难以区分生物硫醇的问题，研究人员开发了MoS2@Pd氧化酶纳米酶，通过抑制TMB显色反应实现高灵敏度检测，并利用三波长信号构建传感器阵列，成功区分肝癌细胞，为临床诊断提供新策略。

　　

在生命科学和医学领域，生物硫醇（如谷胱甘肽GSH、半胱氨酸Cys和同型半胱氨酸Hcy）的异常水平与肝癌等疾病密切相关。然而，传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）依赖昂贵设备，而常规比色法因硫醇结构相似性难以区分不同分子。更棘手的是，当前纳米酶传感器多需毒性高、不稳定的过氧化氢（H₂O₂）作为底物，严重限制临床应用。针对这一系列挑战，浙江大学医学院等机构的研究团队在《Microchemical Journal》发表研究，提出了一种无需H₂O₂的新型纳米酶解决方案。

研究团队采用液相剥离法制备MoS₂纳米片，通过自发氧化还原反应原位生长Pd纳米颗粒（NPs），构建了MoS₂@Pd复合纳米酶。该材料利用MoS₂的还原性避免额外还原剂添加，且Pd NPs的高分散性赋予其卓越的氧化酶活性。通过催化TMB显色反应产生370 nm、450 nm和652 nm三通道信号，结合模式识别技术，实现了对生物硫醇混合物及肝癌细胞的高效区分。

主要技术方法
研究通过液相剥离法合成MoS₂纳米片，并以其为模板原位还原PdCl₂制备MoS₂@Pd；采用透射电镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征材料结构；通过动力学实验验证氧化酶活性；基于TMB显色抑制效应构建传感器阵列，分析人正常肝细胞（LO2）和肝癌细胞（MHCC97-L、HepG2、LM3）的硫醇代谢差异。

研究结果

1. 材料表征：TEM显示MoS₂@Pd中Pd NPs均匀分散（粒径约5 nm），XPS证实Pd⁰与MoS₂间的电子转移增强催化活性。
2. 氧化酶活性：相较于纯MoS₂，MoS₂@Pd的米氏常数（K_m）降低3倍，最大反应速率（V_max）提升8倍，表明其高效催化O₂氧化TMB的能力。
3. 生物硫醇检测：GSH、Cys和Hcy对显色反应的抑制率分别为92%、85%和78%，检测限达0.2 μM。
4. 癌细胞鉴别：三通道信号经线性判别分析（LDA）处理后，肝癌细胞与正常细胞的区分准确率达96%。

结论与意义
该研究首创性地将氧化酶纳米酶应用于生物硫醇检测，避免了H₂O₂的使用瓶颈。MoS₂@Pd通过电子金属-载体相互作用（EMSI）提升催化效率，其多波长响应策略突破了传统比色法的选择性限制。尤为重要的是，该传感器阵列成功鉴别肝癌细胞亚型，为癌症早期诊断提供了低成本、高稳定性的新工具。作者Ting Zhang等强调，这种"绿色合成-多维检测"一体化设计模式，为纳米酶在精准医学中的应用开辟了新途径。