首师大陈郑博课题组《ACS Appl. Nano Mater.》：基于金纳米棒和金纳米双锥不同刻蚀的比色传感器阵列识别抗氧化剂

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抗氧化剂是一种重要的自由基清除剂，可以帮助捕获和中和多余的自由基，使它们保持在适当的水平，从而保护生物体免受氧化应激造成的损害。 适量的抗氧化剂可以预防人类过早衰老和疾病，如癌症、心血管疾病、帕金森病、痴呆症和糖尿病。 此外，抗氧化剂还广泛用于食品防腐剂、化妆品和工业产品中。 然而，滥用或缺乏抗氧化剂可能会导致皮肤损伤、肝损伤、低血糖和坏血病。

首都师范大学陈郑博课题组在《ACS Applied Nano Materials》期刊上发表了题为“Antioxidant Recognition by Colorimetric Sensor Array Based on Differential Etching of Gold Nanorods and Gold Nanobypyramids”的文章（DOI：: 10.1021/acsanm.1c01817），提出了基于金纳米棒和金纳米双锥不同程度刻蚀的比色传感器阵列识别抗氧化剂（葡萄糖（Glu）、谷胱甘肽（GSH）、抗坏血酸（AA），柚皮素（Nar）、褪黑素（Mel）、茶多酚（TP），单宁（TA）和多巴胺（Dop））。TMB被辣根过氧化物酶（HRP）催化氧化成TMB²⁺，TMB²⁺可以蚀刻Au NRs和Au NBPs，导致溶液的波长和颜色发生变化。各种抗氧化剂不同程度地与TMB²⁺反应，产生不同量的剩余TMB²⁺并引起不同程度的Au蚀刻。与之前的单一检测传感器相比，这项工作的最大优势在于无需设计和瞄准特定的识别受体。只有两个非特异性传感元件（Au NBP 和 Au NR）使用交叉响应来识别和定量检测八种抗氧化剂。这不仅减少了实验步骤，节省了大量的时间和人力，而且有助于医学诊断中对多种抗氧化剂的识别。

方案 1. 基于 Au NBPs 和 Au NRs 的抗氧化识别视觉传感阵列示意图。

图1.（A）Au NBP纯化过程的示意图。(B) Au种子, (C) Au NBPs和Au NPs, (D) Au@Ag NPs和Au@Ag NBPs, (E) Au@Ag NPs, (F) Au@Ag NBPs, (G) Au NPs, 和 (H) Au NBPs.

图2.（A-B）反应前（A）Au NBPs和（B）Au NRs的TEM图像、SEM图像、HRTEM图像和DLS分析（C）两种金纳米粒子反应后的TEM图像和（D）DLS分析。

图3.（A）在1μM处存在和不存在抗氧化剂的两种金纳米颗粒的彩色照片。（B）Au NBPs和（C）Au NRs的紫外可见吸收光谱。

图 4. (A₁-A₅) 指纹、(B₁-B₅) 规范得分图和 (C₁-C₅) 箱线图，用于针对不同水平的抗氧化剂获得的阵列比色信号模式。(A₁-C₁) 100 nM、(A₂-C₂) 300 nM、(A₃-C₃) 500 nM、(A₄-C₄) 800 nM 和 (A₅-C₅) 1μM。

图5.（A1-A8）不同浓度抗氧化剂的LDA图，(B1-B8）因子1在不同浓度下对单个抗氧化剂的曲线图。A1（B1）、A2（B2）、A3（B3）、A4（B4）、A5（B5）、A6（B6）、A7（B7）和A8（B8）分别代表Glu、GSH、AA、Nar、Mel、TP、TA和Dop。

图 6. (A-H) 雷达图和 (I) 阵列的两个识别受体（Au NBP 和 Au NR）与不同浓度的单个抗氧化剂的指纹图。(A-H)对应的抗氧化剂分别是Glu、GSH、AA、Nar、Mel、TP、TA和Dop。紫色和橙色圆圈分别代表 Au NBP 和 Au NR。

图 7. (A) LDA 和 (B) HCA 图，显示阵列对不同摩尔比的不同抗氧化剂混合物的比色信号。

图8. 8种抗氧化剂和6种干扰物的LDA图（均在500 nM处）。

图 9. 盲样识别。(A, B) 盲样本的 LDA 图，其中 d 代表马氏距离的平方。(C) 盲样判别结果。

图 10. 使用比色传感器阵列识别血清中 8 种抗氧化剂（500 nM）和1 μM 的 LDA 图。

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https://doi.org/10.1021/acsanm.1c01817

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