基于Co3O4纳米粒子的“串联酶”活性检测葡萄糖的表面增强拉曼光谱策略
Surface-Enhanced Raman Scattering Strategy for Glucose Detection Based on “Tandem Enzyme” Activity of Co3O4 Nanoparticles
作者单位E-mail
夏学敏 上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620  
张霞 上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620 zhangxia@sues.edu.cn 
翁仪瑾 上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620  
张垒 上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620  
唐如意 上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620  
摘要: 采用一种简单的湿化学法合成Co3O4纳米粒子(NPs),并将其作为一种“串联酶”(同时具有类过氧化物酶和类葡萄糖氧化酶活性)用于过氧化氢(H2O2)和葡萄糖的表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测。作为一种灵敏的SERS底物,在pH=4.0的NaAc缓冲液条件下,Co3O4 NPs可以催化葡萄糖和O2生成葡萄糖酸和H2O2。然后H2O2可以氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB),形成蓝色氧化产物氧化TMB(oxTMB),其在1 188、1 330、1 610 cm-1处表现出强烈的SERS信号。因此,我们开发了一种新的SERS策略来分析葡萄糖,检测限为1×10-10 mol·L-1,表明Co3O4 NPs具有生物传感器、免疫分析和医学研究的潜力。
关键词: 表面增强拉曼散射  Co3O4纳米粒子  3,3',5,5'-四甲基联苯胺  催化
基金项目: 国家自然科学基金青年基金(No.61404082)资助。
Abstract: A simple wet-chemical method was used to synthesize Co3O4 nanoparticles (NPs) as a "tandem enzyme" (with peroxidase-like and glucose-oxidase-like activities) for unlabeled hydrogen peroxide (H2O2) and surfaceenhanced Raman scattering (SERS) for glucose. As a sensitive SERS substrate, Co3O4 NPs can catalyze the production of gluconic acid and H2O2 from glucose and O2 under the condition of pH=4.0 NaAc buffer. And then H2O2 can oxidize 3, 3', 5, 5'-tetramethylbenzidine (TMB) to form the blue oxidation product oxidized TMB (oxTMB), which showed a strong SERS signal at 1 188, 1 330, 1 610 cm-1. Therefore, we developed a new SERS strategy to analyze glucose with a detection limit of 1×10-10 mol·L-1, indicating that Co3O4 NPs have the potential for biosensors, immunoassays, and medical research.
Keywords: surface-enhanced Raman scattering  Co3O4 nanoparticles  3,3',5,5'-tetramethylbenzidine  catalysis
投稿时间:2020-10-30 修订日期:2021-03-31
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夏学敏,张霞,翁仪瑾,张垒,唐如意.基于Co3O4纳米粒子的“串联酶”活性检测葡萄糖的表面增强拉曼光谱策略[J].无机化学学报,2021,37(5):809-816.
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