2D Co3O4 modified by IrO2 nanozyme for convenient detection of aqueous Fe2+ and intercellular H2O2

doi:10.1007/s00604-022-05582-1

論文編號: 528
期刊: Microchimica Acta
影響因子: 6.4
中科院分區(qū): 1 區(qū)
發(fā)表年份: 2023
DOI: 10.1007/s00604-022-05582-1
設備型號: XH-MC-1
作者單位: 曲阜師范大學化學與化工學院/山東省生命有機分析重點實驗室；廈門大學材料學院/福建省柔性功能材料重點實驗室；曲阜師范大學化學與化工學院 / 山東省生命有機分析重點實驗室；廈門大學材料學院 / 福建省柔性功能材料重點實驗室
School of Chemistry and Chemical Engineering & Shandong Key Laboratory of Life-Organic Analysis, Qufu Normal University, Qufu, China; Fujian Provincial Key Laboratory for Soft Functional Materials Research, School of Material Science and Engineering, Xiamen University, Xiamen, China; School of Chemistry and Chemical Engineering & Shandong Key Laboratory of Life-Organic Analysis, Qufu Normal University, Qufu, China; Fujian Provincial Key Laboratory for Soft Functional Materials Research, School of Material Science and Engineering, Xiamen University, Xiamen, China
研究方向: 納米酶傳感；可視化試紙檢測；微波材料合成；生物醫(yī)學分析；環(huán)境痕量離子監(jiān)測

事實快照

論文：IrO2 納米酶修飾 2D Co3O4，方便檢測水中 Fe2+和細胞間 H2O2
設備：XH-MC-1
期刊與分區(qū)：Microchimica Acta，中科院 1 區(qū)
核心條件：溫度 140 ℃
關鍵結果：回收率 101.2%；回收率 102.5%；回收率 103.7%
用途：可作為納米酶傳感；可視化試紙檢測；微波材料合成；生物醫(yī)學分析；環(huán)境痕量離子監(jiān)測的論文證據頁。

研究摘要

作者針對 Fe2+ 與 H2O2 傳統(tǒng)檢測方法往往依賴儀器、操作復雜或難以實現便攜式可視化分析的問題，設計了由 IrO2 修飾二維 Co3O4 構成的雙功能納米酶 IrO2@2D Co3O4，并首次借助微波輻射在 140 ℃ 條件下完成材料制備，再將其固定到常規(guī)試紙上構建便攜檢測平臺。該納米酶表現出優(yōu)異的雙酶樣活性、低毒性和良好生物相容性。更關鍵的是，痕量 Fe2+ 和 H2O2 會分別引發(fā)顯著區(qū)分的減色或增色效應，使體系顏色從藍色變?yōu)闊o色或深藍。定量上，Fe2+ 的線性方程為 A652 = 0.5940 ? 0.00041 cFe2+（10?8 M，R2 = 0.9927），H2O2 的線性方程為 ΔA652 = 0.0023 cH2O2 + 0.00025（10?7 M，R2 = 0.9982）。在真實水樣和細胞間 H2O2 監(jiān)測中，回收率分別達到 101.2%~102.5% 和 95.8%~103.7%，檢測限分別為 1.25 × 10?8 mol/L 和 1.02 × 10?7 mol/L。

研究背景與解決的問題

作者針對 Fe2+ 與 H2O2 傳統(tǒng)檢測方法往往依賴儀器、操作復雜或難以實現便攜式可視化分析的問題，設計了由 IrO2 修飾二維 Co3O4 構成的雙功能納米酶 IrO2@2D Co3O4，并首次借助微波輻射在 140 ℃ 條件下完成材料制備，再將其固定到常規(guī)試紙上構建便攜檢測平臺。

設備應用與實驗條件

項目	參數
溫度	140 ℃

關鍵結果

回收率 101.2%

回收率 102.5%

回收率 103.7%

指標	結果
回收率	101.2%
回收率	102.5%
回收率	103.7%

機制/方法亮點

這篇論文的核心機理不是單純“顏色變化”，而是雙功能納米酶活性被目標物差異調控。
IrO2@2D Co3O4 本身具有優(yōu)異的雙酶樣活性，可以高效驅動 TMB 比色反應。
Fe2+ 與 H2O2 會以不同方式調節(jié)該納米酶催化行為，因此在同一比色體系中表現出可區(qū)分的減色與增色效應。
IrO2 修飾二維 Co3O4 后，納米酶催化效率增強，同時又維持較低毒性和良好生物相容性，因此可以延展到細胞間 H2O2 監(jiān)測。
論文摘要明確指出，作者還對“酶樣活性增強機制”以及對 Fe2+、H2O2 的選擇性響應機理進行了詳細研究，說明其不只是經驗型比色方法，而是有材料與催化機理支撐的傳感平臺。

應用價值

用 XH-MC-1 微波平臺把 IrO2@2D Co3O4 納米酶快速做出來，并直接延伸到試紙化應用。
同一材料體系同時覆蓋水相 Fe2+ 與細胞間 H2O2 兩類分析對象，應用場景跨度大。
顏色響應足夠直觀，Fe2+ 觸發(fā)藍色變淺乃至無色，H2O2 觸發(fā)藍色加深，適合可視化傳播。
檢測限和回收率都較強，Fe2+ 達 1.25 × 10?8 mol/L，H2O2 達 1.02 × 10?7 mol/L，回收率分別在 101.2%~102.5% 和 95.8%~103.7%。
兼顧低毒性和良好生物相容性，為納米酶從環(huán)境分析走向細胞層面檢測提供了基礎。

常見問題

這篇論文使用了哪種設備？

本研究使用 XH-MC-1。

研究的核心發(fā)現是什么？

該研究發(fā)表于 Microchimica Acta（2023），使用 XH-MC-1 開展納米酶傳感；可視化試紙檢測；微波材料合成；生物醫(yī)學分析；環(huán)境痕量離子監(jiān)測研究，關鍵結果包括回收率 101.2%；回收率 102.5%；回收率 103.7%。

該研究發(fā)表在哪個期刊？

發(fā)表于 Microchimica Acta，中科院 1 區(qū)。

引用信息
2D Co3O4 modified by IrO2 nanozyme for convenient detection of aqueous Fe2+ and intercellular H2O2
Microchimica Acta, 2023
DOI: 10.1007/s00604-022-05582-1