高冠斌教授团队在Talanta上发表纳米酶在 生物检测领域的最新研究成果

近日，武汉理工大学神经退行性疾病纳米医药湖北省重点实验室高冠斌教授团队在分析化学期刊《Talanta》（IF:5.6, 中科院二区top 期刊）上发表最新研究成果，为普鲁士蓝类似物纳米酶的可控制备提供了基础研究数据，基于手机比色法所建立的便携式检测体系，拓展了普鲁士蓝类似物纳米酶在食品便携式检测中的应用。

过氧化氢（H₂O₂）作为高效氧化剂，在食品工业中应用于设备消毒、包装杀菌及鲜奶保鲜，兼具漂白功能；抗坏血酸（AA）作为水溶性维生素，天然存在于柑橘类水果及蔬菜中，并用于食品保鲜及营养强化等领域。然而，H₂O₂过量可致皮肤灼伤及黏膜损伤，AA过量可能引发胃肠不适、肾结石风险。因此，定量检测食品中H₂O₂和AA的含量，对保障食品安全及维持其营养价值至关重要。

Cu₂Fe(CN)₆@PVP纳米酶的合成和比色检测的示意图

研究团队通过通过乙醇/水混合物溶剂体系，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为配体，以铁氰化钾与氯化铜为原料，成功制备24.6±0.3 nm立方体结构Cu₂Fe(CN)₆@PVP纳米材料（水合粒径36.5 nm）。该材料展现出优异的类过氧化物酶活性，较天然辣根过氧化物酶（HRP）提升20倍，且在宽温域（20-70 ℃）及生理pH（4.0-7.0）范围内保持稳定催化性能。基于其构效优势，成功构建Cu₂Fe(CN)₆@PVP纳米酶–H₂O₂–TMB比色传感平台，实现H₂O₂（0.02-4.00 mM，LOD 5.0 μM）与抗坏血酸（0.01-2.00 mM，LOD 3.9 μM）的高选择检测（干扰物响应偏差<15%）。基于Cu₂Fe(CN)₆@PVP纳米酶–H₂O₂–TMB比色检测系统，使用紫外-可见分光光度计检测了五种商业纯牛奶中过氧化氢的浓度。该方法具有较好的灵敏度和重现性，加标回收率为102.1%至141.6%，相对标准偏差为1.1%至7.1%。使用紫外-可见分光光度计检测了七种不同水果样品中抗坏血酸的浓度。加标回收率为95.1%至106.7%，相对标准偏差为0.2%至10.1%。

智能手机检测水果样品中抗坏血酸含量示意图

进一步，研究团队基于合成的Cu₂Fe(CN)₆@PVP-SA水凝胶，使用智能手机色彩识别法检测了七种不同水果样品中抗坏血酸的浓度。该方法具有良好的线性（R²=0.997），较低的检出限（7.8 μM），较好的灵敏度和重复性（RSDs%在1.06%-9.67%之间）。加标回收率为94.8%至108.9%，相对标准偏差为0.3%至8.0%。

神经退行性疾病纳米医药湖北省重点实验室的硕士生张心语为该论文的第一作者，高冠斌教授为通讯作者。本研究获国家自然科学基金项目（52273110, 21975191）、国家高层次人才特殊支持计划和湖北省青年拔尖人才计划支持。论文详细数据参见《Talanta》第293卷（2025年），论文编号128152。

文章信息：Xinyu Zhang, Xuan Zhou, Quan wan, Taolei Sun, Guanbin Gao*. A smartphone sensing colorimetric detection of ascorbic acid in fruit samples based on Cu₂Fe(CN)₆@PVP nanozyme [J]. Talanta, 2025, 293, 128152.

文章链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914025006423