科学岛团队在纳米酶制备及食品检测应用方面取得新的突破

近日，中国科学院合肥物质院智能所黄青研究员课题组在纳米酶研究方面取得新进展，首次采用气液界面介质阻挡（DBD）低温等离子体 （LTP） 技术，成功制备了一系列具有漆酶样活性的不同碱基配体 Cu 金属有机框架 （MOF） 纳米酶，并编码阵列传感器用于食品中生物活性成分的智能传感与识别。相关研究结果发表在生物传感领域TOP国际期刊Biosensors and Bioelectronics上。
纳米酶因其高催化活性、高稳定性和高适应性日益得到重视，在检测领域也成为构建传感器的新型敏感性材料。如何设计和制备高效的纳米酶、以及如何推广应用于食品检测，当前仍然是备受研究者关注的重要问题。

近年来，黄青课题组开展低温等离子体 （LTP） 技术的应用基础研究，在LTP制备纳米酶材料方面也做了新的尝试。在这项研究中，他们采用气液界面介质阻挡方式制备纳米酶材料，成功制备了一系列具有漆酶样活性的不同碱基配体 Cu 金属有机框架 （MOF） 纳米酶（即 A-Cu、G-Cu、C-Cu 和 T-Cu 纳米酶）。研究表明，这四种类型的碱基Cu-MOF 纳米酶对于食品中常见的5种常见的营养活性物质（白藜芦醇、茶多酚、绿原酸、芦丁和香兰素）感应不同，由此构建了纳米酶编码的阵列传感器，用于鉴定不同的生物活性化合物，并且具有较高灵敏度，可以实现对 1.5–150 μg mL-1浓度范围内物质的高通量、高灵敏度和快速鉴定与定量分析。此外，研究人员演示了通过智能手机可以观察纳米酶导致的不同程度的变色反应，由此可以对食物进行便携式智能化快速检测。

图1 Cu-MOF纳米酶设计及LTP制备过程示意图

图2 使用Cu-MOF阵列传感器识别/检测食品中5种不同的天然活性成分

图3 纳米酶阵列传感器物质识别机理。不同碱基Cu-MOF纳米酶对食品中不同生物活性成分催化特性不同（即不同Km），根据不同响应大小顺序或图案编码即可识别不同活性成分：白藜芦醇（RES）、茶多酚（GTP）、绿原酸（CA）、芦丁(RT）和香兰素（VL）

图4 结合智能手机评估实际食品样品中的天然活性成分