研究背景
天然酶作为生物体内不可缺少的生物大分子，可作为高选择性和高性能的生物催化组分。然而，天然酶存在不稳定性、高成本和回收困难等问题，限制了其广泛应用。近年来，纳米材料依据其高稳定性、多活性位点以及良好的生物兼容性等，可成为具有前景的新一代模拟酶。肾上腺素和葡萄糖都是人体内非常重要的生物分子，可作为嗜铬细胞瘤和糖尿病的检测标志物。在检测方面，传统荧光、色谱等检测方法大多成本高、操作繁琐，不利于快速现场（POCT）检测，特别是在偏远地区及条件受限等因素，难以推广。比色检测是一种无需任何特殊仪器，即可用裸眼视觉来进行辨别，迄今，基于纳米酶的比色检测方法通常仅有单一底物检测能力，难于实施多标志物即时检测。因此，开发一种基于纳米酶的双模式比色法，可用于特异性检测肾上腺素和葡萄糖的可视化检测，极大地简化检测过程，具有很强的现实意义。
论文详情
福州大学潘海波等人以富马酸（FMA）为有机配体，在不使用任何表面活性剂的情况下，采用一步水热法，合成了六棱柱形 Cu FMA 纳米有机框架材料。该材料在不同 pH 条件下表现出不同的催化活性，即碱性条件下的漆酶活性（pH = 8）和酸性条件下的过氧化物酶活性（pH = 4）。基于此双功能性质，Cu FMA 比色传感器适用于检测人血清样本中的葡萄糖和肾上腺素，具有良好的实际应用价值。该工作可在简单 pH 值调控下，可有效操控多功能纳米酶的活性，实现多功能可视化快速检测，在催化和分析领域展现出广阔的前景。
该成果以"Copper fumarate with high-bifunctional nanozyme activities at different pH for glucose and epinephrine colorimetric detection in human serum"为题，发表于 Analyst，做为期刊封面文章（Front cover），并入选 2021 年度 Analyst 热点论文。福州大学应美慧为本文第一作者，福州大学潘海波研究员为本文通讯作者。
研究亮点
亮点一：实现了六棱柱形Cu FMA 纳米材料在碱性和酸性两种条件下，具有完全不同的漆酶和过氧化物酶活性。
亮点二：Cu FMA 纳米酶可特异性、可视化检测人血清样本中的葡萄糖和肾上腺素。
亮点三：Cu FMA 在不同 pH 条件下，不同的催化活性源于富马酸的弱还原性，使得在 Cu FMA 表面引入一价 Cu 离子活性中心，其可加速纳米酶表面的电子转移过程和羟基自由基的形成。
论文信息
Copper fumarate with high-bifunctional nanozyme activities at different pH for glucose and epinephrine colorimetric detection in human serum
Meihui Ying, Guizeng Yang, Yuanjie Xu, Huiling Ye, Xing Lin, Yi Lu, Haibo Pan*（潘海波，福州大学）, Yang Bai and Min Du
Analyst, 2022, 147, 40
http://doi.org/10.1039/D1AN01817E
主要作者
应美慧
本文第一作者，现于福州大学化学学院应用化学专业博士生，并于 2019 年 8 月-2021 年 4 月前往澳大利亚悉尼大学访学，主要从事低维纳米功能材料用于生物小分子比色检测分析、电解水产氢、气敏传感器等研究工作。 杨贵增
在本文的材料制备、检测等方面做出了突出贡献，硕士毕业于福州大学物理化学专业，现为武汉大学化学与分子科学学院博士生。
福州大学化学学院通讯作者
潘海波，福州大学化学学院、生物药光动力治疗技术国家地方联合工程中心、福建省医疗器械和医药技术重点实验室研究员、博导，
主要从事纳米功能材料、敏感检测技术等研究，承担国家自然科学基金 2 项，国家科技部国际合作重点项目 1 项等科研项目，获发明专利 14 项，发表 100 余篇 SCI、EI 学术论文。
