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成聪等原位制备分层全碳纳米酶用于植物多酚芦丁智能测定,发表在Chemical Engineering Journal期刊上

   课题组成聪、李梦雪和胡诗于等,原位制备分层全碳纳米酶用于植物多酚芦丁智能测定,并进行了理论计算和机器学习,以“Hierarchical all-carbon nanozyme architectures for enhanced intelligent rutin detection”为题发表在Chemical Engineering Journal, 2025, 514, 163289上。硕士生成聪为论文第一作者,苏招红教授为论文通讯作者,胡诗于博士和廖桂平教授为共同通讯作者。

   报道了用于增强智能芦丁检测的分层全碳纳米酶结构,纳米酶作为创新的模拟酶纳米材料,表现出与天然酶相当的内在催化特性,同时在催化动力学和反应机理方面表现出明显的优势。它们的独特特性,包括可编程的自组装能力、出色的比表面积、可调的大小依赖性活性和卓越的结构适应性,使它们成为下一代生物传感平台中生物酶的有前途的替代品。在这项研究中,我们通过循环伏安法(CV)辅助电化学还原开发了一种三明治结构的人工儿茶酚纳米酶系统-电还原氧化石墨烯-多壁碳纳米管-电还原氧化石墨烯(ErGO-MWCNTs-ErGO)。这种制造策略使 ErGO 和 MWCNT 可以直接在电极表面进行原位组装。通过结合实验(CV)和理论方法(密度泛函理论计算)系统研究了芦丁(RT)在纳米酶修饰界面上的氧化还原行为和相关机制。分层结构为 RT 分子的高效分子吸附和催化转化提供了丰富的活性位点。当与机器学习算法集成时,开发的传感器表现出增强的性能,具有 0.1 nM 至 13 μM 的宽线性检测范围和 42 pM (S/N = 3)的超低检测限。在银杏茶分析中的实际应用显示,回收率令人满意(103.7–105.2 %),验证了系统在真实样品检测方面的可靠性。这项工作不仅建立了设计碳基纳米酶结构的范式,而且成功地将先进的纳米材料与智能传感技术联系起来,展示了食品质量监测应用的巨大潜力。