ACS Appl. Mater. Interfaces | 等离激元诱导的热载流子和光热效应增强CuS中空纳米笼类过氧化物酶活性

光刺激作为一种外部刺激，由于其具有无创性、可持续性、空间可控性、光的强度和波长可调等优点，已成为一种新兴的模拟酶活性调控方法。近年来，等离激元纳米酶，尤其是贵金属纳米晶体，因其可调的局域表面等离激元共振(LSPR)特性，在光诱导下可以有效地促进化学转化和调节其类酶催化活性而备受关注。然而，贵金属基等离激元纳米酶在共振频率和热载流子丰度方面的可调性较为有限，此外，贵金属的高成本也限制了其大规模应用。构建贵金属纳米异质结构可以提高等离激元激发效率，但异质结构可能会使系统复杂化，并引入其他多种不确定因素。

为此，重庆师范大学王燚教授团队将CuS中空纳米笼(CuS HNCs)的类过氧化物酶活性和等离激元特性相结合，证明了通过LSPR效应调节纳米酶催化活性的可行性。作者首先制备了尺寸和形貌均一的Cu₂O纳米立方体，进一步以Cu₂O纳米立方体作为牺牲模板合成了CuS HNCs。粗糙的表面和中空笼状结构使CuS HNCs具有丰富的热点，在近红外光区产生较强的LSPR，这使得CuS HNCs同时产生大量的高能热载流子和热效应，促进H₂O₂裂解生成活性氧自由基并加快反应速率，使其类过氧化物酶活性得到显著增强。此外，基于该反应体系具有光诱导增强的类酶催化活性和高光热转换效率（74.8%），作者还提出了一种双模式策略用于检测单宁酸(TA)，并成功应用于不同种类茶叶中TA含量的测定。这项工作不仅为调控纳米材料的类酶活性提供了一条新的途径，而且为基于光诱导等离激元增强效应的多模式传感展现了良好的应用前景。

该研究成果以“Enhanced Peroxidase-like Activity of CuS Hollow Nanocages by Plasmon-Induced Hot Carriers and Photothermal Effect for the Dual-Mode Detection of Tannic Acid”为题，近期发表在ACS Applied Materials & Interfaces上（DOI: 10.1021/acsami.2c08698）。第一作者为硕士研究生吴世阅，通讯作者为蒋忠伟博士和王燚教授。

图1. LSPR增强CuS HNCs类过氧化物酶活性的机制。

图2. CuS HNCs的形貌和成分表征。

图3. CuS HNCs的光谱表征。

图4. CuS HNCs的光热性能表征。

图5. 近红外激光增强CuS HNCs类过氧化物酶活性研究。

图6. 基于CuS HNCs探针双模式检测TA的示意图。

图7. 基于CuS HNCs探针比色检测TA。

图8. 基于CuS HNCs探针光热检测TA。

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撰稿：吴世阅

审阅：赵婧媛

编辑：杨从忠

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