摘要采用原位生長(zhǎng)策略在SH-MIL-101（Fe）表面生長(zhǎng)金納米顆粒（AuNPs），制備了Au@SH-MIL-101（Fe）復(fù)合納米粒子，利用掃描電子顯微鏡、粉末X 射線衍射儀、X 射線光電子能譜和傅里葉變換紅外光譜表征了Au@SH-MIL-101（Fe）的形貌、結(jié)構(gòu)和組成。在中性條件下， Au@SH-MIL-101（Fe）表現(xiàn)出優(yōu)良的類過氧化物酶（POD）活性和光電化學(xué)（PEC）性能。葡萄糖在葡萄糖氧化酶（GOx）的催化下生成過氧化氫（H2O2），而Au@SH-MIL-101（Fe）具有類POD 活性，可催化H2O2 生成羥基自由基，將3，3′，5，5′-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）氧化為藍(lán)色OXTMB，基于此建立了快速、靈敏的葡萄糖比色檢測(cè)方法，線性檢測(cè)范圍為1.0～200.0 μmol/L，檢出限（S/N=3）為0.64 μmol/L。采用比色法檢測(cè)血清中的葡萄糖，加標(biāo)回收率為91.7%～106.6%。此外， Au@SHMIL-101（Fe）可與谷胱甘肽（GSH）中的巰基（—SH）形成Au—S 鍵，產(chǎn)生空間位阻，降低其光電流，基于此建立了檢測(cè)GSH 的PEC 傳感平臺(tái)，線性檢測(cè)范圍為1.0～50.0 nmol/L， 檢出限（S/N=3）為0.20 nmol/L。將此PEC方法用于檢測(cè)血清中的GSH，加標(biāo)回收率為95.0%～104.5%。

關(guān)鍵詞金納米顆粒；金屬-有機(jī)框架；類過氧化物酶；光電化學(xué)；葡萄糖；谷胱甘肽

金納米顆粒（AuNPs）具有優(yōu)良的催化活性和獨(dú)特的表面等離子共振效應(yīng)[1]，在催化、傳感及儲(chǔ)能等領(lǐng)域備受關(guān)注[2-4]。但是， AuNPs 具有較高的表面能，容易團(tuán)聚成較大的顆粒，導(dǎo)致活性位點(diǎn)數(shù)量減少，從而影響其催化性能[5-6]。因此，開發(fā)理想的AuNPs 負(fù)載載體以控制其團(tuán)聚程度是一種十分有效的方式。例如， PILL-LEE 研究組[7]通過靜電紡絲法結(jié)合水熱法合成了二氧化鈦、石墨烯、聚[3-氨基苯基硼酸]和AuNPs 組成的異質(zhì)結(jié)納米雜化物TiO2（G）NW@PAPBA-Au HJNH，具有光電化學(xué)（PEC）和電化學(xué)性能，可分別用于檢測(cè)葡萄糖和糖化血紅蛋白。Kailasa 研究組[8-9]采用水熱法合成了一種綠色碳點(diǎn)（CDs），利用CDs 和AuNPs 之間的靜電作用，制備了CDs 功能化的AuNPs 復(fù)合納米材料（CDs-AuNPs），并將其用于菠蘿蛋白酶比色和熒光雙模式的傳感檢測(cè)。然而，這些多功能的AuNPs 復(fù)合納米材料的制備方法通常涉及復(fù)雜或高溫合成步驟，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。因此，開發(fā)和設(shè)計(jì)合成步驟簡(jiǎn)單的載體對(duì)于制備多功能納米復(fù)合AuNPs 材料非常重要。

金屬-有機(jī)框架化合物（MOFs）通常是由金屬或金屬團(tuán)簇與有機(jī)配體組成的具有一定形態(tài)的大分子框架化合物，具有比表面積大、形貌可控、水熱穩(wěn)定性和生物相容性好、具有空腔均勻和孔隙率高等特點(diǎn)，可作為AuNPs的有效載體。將AuNPs錨定在MOFs的孔道內(nèi)，可有效防止AuNPs聚集[10-11]。Han等[12]采用簡(jiǎn)單的自下而上的合成策略制備了L-青霉胺修飾的AuNPs，并將其負(fù)載在2D 鋅基卟啉MOF 表面，成功制備了L-Pen-AuNPs/ZnTCPP MOF，基于ZnTCPP MOF 優(yōu)異的多功能特性，成功構(gòu)建了用于S-萘普生（S-NAP）檢測(cè)的電化學(xué)發(fā)光和電化學(xué)雙模式傳感器。Chen 等[13]利用硼氫化鈉還原法制備了AuNPs 修飾的Cu MOF（Au/Cu MOF），此復(fù)合物具有優(yōu)異的電化學(xué)性能和較高的類過氧化物酶（POD）活性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)金黃色葡萄球菌的電化學(xué)和比色檢測(cè)。因此，以MOFs 為載體并通過負(fù)載AuNPs 獲得多功能納米材料是一種非常有前景的策略。

本研究以Fe3+為金屬節(jié)點(diǎn)、2，5-二巰基對(duì)苯二甲酸（（SH）2-BDC）為配體，通過水熱法合成了SH-MIL-101（Fe），并以SH-MIL-101（Fe）為載體建立了一種簡(jiǎn)單、快速合成Au@SH-MIL-101（Fe）復(fù)合納米粒子的化學(xué)方法（圖1A）?；诰鶆蚍稚⒌腁uNPs 與多孔SH-MIL-101（Fe）在Au@SH-MIL-101（Fe）中的協(xié)同作用，賦予了Au@SH-MIL-101（Fe）優(yōu)良的類POD 性質(zhì)和PEC 性能?；谄漕怭OD 性質(zhì)， Au@SH-MIL-101（Fe）在中性條件下可催化過氧化氫（H2O2）生成羥基自由基（·OH），將3，3′，5，5′-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）氧化為藍(lán)色OXTMB。因此，基于葡萄糖在葡萄糖氧化酶（GOx）的作用下生成H2O2 的原理，建立了一種快速、靈敏的葡萄糖比色檢測(cè)方法（圖1B），用于血清樣品中葡萄糖的檢測(cè)。此外， Au@SH-MIL-101（Fe）可與谷胱甘肽（GSH）中的巰基（—SH）形成Au—S 鍵，形成空間位阻，從而降低Au@SH-MIL-101（Fe）的光電流（圖1C），基于此，構(gòu)建了一種檢測(cè)GSH 的新型PEC 傳感器，用于檢測(cè)血清樣品中GSH 的含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

IRPrestige-24 紅外光譜儀（日本島津公司）；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國(guó)安捷倫公司）；D8 ADVANCE X-射線衍射儀（德國(guó)布魯克公司）；250Xi X-射線光電子能譜儀（美國(guó)賽默飛公司）；S-4800 掃描電子顯微鏡和U-3010 紫外-可見分光光度計(jì)（日本日立公司）；CHI 660E 電化學(xué)工作站（上海辰華儀器有限公司）；CEL-PECX2000 型氙燈光電測(cè)試系統(tǒng)（北京中教金源有限公司）FeCl3?6H2O（99%）、NaBH4（98%）、Na2SO4（99%）和GSH（98%）（上海阿拉丁生化科技有限公司）；2，5-二巰基對(duì)苯二甲酸（（SH）2-BDC， 98%）、3，3′，5，5′-四甲基聯(lián)苯胺（TMB， 98%）、K4[Fe（CN）6]（99%）和K3[Fe（CN）6]（99%）（上海麥克林生化科技有限公司）；冰醋酸（HAc， 99%）、乙醇（C2H5OH）和N，N-二甲基甲酰胺（DMF， 98%）（重慶化工有限公司）；HAuCl4?4H2O（99%，南京試劑有限公司）；葡萄糖氧化酶（Gox，上海源葉生物科技有限公司）；過氧化氫（H2O2， 99%，重慶川東化工有限公司）；葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖（重慶鈦新化工有限公司）；麥芽糖（中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物研究所）；L-精氨酸（L-Arg）、L-賴氨酸（L-Lys）、L-纈氨酸（L-Val）、L-脯氨酸（L-Pro）、L-亮氨酸（L-Leu）和L-異亮氨酸（LIso）（上海西格瑪-奧爾德里奇有限公司）；抗壞血酸（AA， 99%，成都科龍生化科技有限公司）。實(shí)驗(yàn)用水均為蒸餾水；血液樣本由西南大學(xué)醫(yī)院提供，相關(guān)研究經(jīng)過倫理道德委員會(huì)批準(zhǔn)，志愿者知情同意。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 材料合成

SH-MIL-101（Fe）的制備[14] 將FeCl3?6H2O（270 mg， 1 mmol）分散于5 mL DMF 溶液中，（SH）2-BDC（115 mg， 0.5 mmol）分散于5 mL DMF 溶液中，將兩種溶液混合均勻后，注入200 μL HAc，在室溫下超聲30 min 后轉(zhuǎn)移到20 mL 聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜中，于120 ℃下加熱28 h，冷卻至室溫后取出，分別用DMF和C2H5OH 洗滌3 次，離心得到黃褐色固體。

Au@SH-MIL-101（Fe）的制備在25 mL圓底燒瓶中依次加入2 mL C2H5OH 分散的SH-MIL-101（Fe）納米顆粒（1 mg/mL）、9 mL 水和不同體積（20、40、60、80、100 和120 μL）的HAuCl4 溶液（0.1 mol/L），將上述溶液在室溫下攪拌5 min 后，加入100 μL NaBH4 溶液（0.1 mol/L）， 繼續(xù)攪拌5 min， 停止反應(yīng)，獲得深紫色的Au@SH-MIL-101（Fe）-X 納米復(fù)合材料。將產(chǎn)物用水洗滌3 次，得到不同AuNPs 含量的Au@SH-MIL-101（Fe）-X（X 為HAuCl4 的用量）。相應(yīng)的AuNPs 的負(fù)載量通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測(cè)定（見電子版文后支持信息表S1）。

1.2.2 Au@SH-MIL-101（Fe）用于檢測(cè)葡萄糖

將100 μL Gox（1 U/mL）加入到100 μL 不同濃度的葡萄糖溶液中， 37 ℃下孵育5 min， 然后依次加入100 μL HEPEs 緩沖液（5 mmol/L， pH 7.2）、100 μL Au@SH-MIL-101（Fe）（20 μg/mL）溶液、100 μL TMB（2 mmol/L）和600 μL去離子水，混勻，于37 ℃下孵育12 min， 離心，測(cè)定上清液的紫外-可見吸收光譜。

1.2.3 Au@SH-MIL-101（Fe）的光電性能測(cè)定和GSH的檢測(cè)

用0.05 μm Al2O3 粉末將玻碳電極（GCE，直徑為3 mm）拋光后，分別用乙醇和去離子水超聲處理30 s， 氮?dú)獯蹈桑瑐溆?。PEC 和電化學(xué)阻抗譜（EIS）測(cè)試均采用三電極體系，以修飾Au@SH-MIL-101（Fe）的GCE為工作電極， Ag/AgCl電極為參比電極，鉑絲電極為對(duì)電極。具體操作步驟如下：（1）EIS測(cè)試在含有1 mmol/L K4[Fe（CN）6]/K3[Fe（CN）6]的0.1 mol/L KCl 溶液中進(jìn)行，頻率范圍為10–1～105 Hz， 開路電壓為額定電壓；（2）PEC 測(cè)試及GSH 檢測(cè)將7.0 μL 0.3 mg/mL Au@SH-MIL-101（Fe）溶液滴加到GCE表面，室溫下自然干燥2 h 后測(cè)試其光電流響應(yīng)。將7.0 μL 不同濃度的GSH 溶液滴在Au@SH-MIL-101（Fe）/GCE 表面，室溫下干燥過夜，作為工作電極用于光電流響應(yīng)測(cè)試。以Na2SO4（0.1 mol/L）和AA（0.15 mol/L）的混合溶液為電解液、300 W 氙燈為光源，每20 s 開、關(guān)光源1 次，工作電壓為–0.1 V。

1.2.4 血液樣本中葡萄糖和GSH的檢測(cè)

血液樣本以12000 r/min 離心30 min， 收集上清液，獲得血清樣品。在血清樣品中分別加入不同濃度的葡萄糖（50、100 和150 μmol/L）和GSH（20、30 nmol/L）， 按1.2.2 節(jié)和1.2.3 節(jié)的方法測(cè)定血清樣品中葡萄糖和GSH 含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 Au@SH-MIL-101（Fe）的表征

掃描電子顯微鏡（SEM）圖像顯示， SH-MIL-101（Fe）呈現(xiàn)不規(guī)則的顆粒堆積（圖2A）， Au@SH-MIL-101（Fe）-X 仍保持SH-MIL-101（Fe）不規(guī)則的顆粒堆積形貌特征與尺寸（圖2B）。隨著HAuCl4 用量增加，SH-MIL-101（Fe）表面的AuNPs 增多，當(dāng)HAuCl4 的用量增至100 μL 時(shí)，生長(zhǎng)的AuNPs 開始在載體SHMIL-101（Fe）上聚集（見電子版文后支持信息圖S1）。利用粉末X-射線衍射（PXRD）方法研究了Au@SH-MIL-101（Fe）的晶體結(jié)構(gòu)（圖2C），在38.5°、44.8°、64.4°和78.1°處的特征衍射峰分別歸屬于AuNPs 的（111）、（200）、（220）和（311）晶格衍射峰，表明AuNPs 生長(zhǎng)在SH-MIL-101（Fe）表面[15]。隨著AuNPs 負(fù)載量增加，衍射峰強(qiáng)度增強(qiáng)，并且導(dǎo)致SHMIL-101（Fe）的部分特征衍射峰被覆蓋（圖2C 插圖）。

采用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）表征了SH-MIL-101（Fe）和Au@SH-MIL-101（Fe）的組成和官能團(tuán)（圖2D），可以觀察到SH-MIL-101（Fe）在約2550 cm–1 處有1 個(gè)很弱的特征峰，對(duì)應(yīng)于S—H 的伸縮振動(dòng)。同時(shí)，在1692 和1585 cm–1 處的峰為配體中—COO—的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)特征峰；在1386 cm–1 處的特征峰表明羧酸基團(tuán)通過去質(zhì)子作用與金屬離子配位。798 cm–1 附近明顯的特征峰歸屬于Fe—O 的伸縮振動(dòng)[16]，而Au@SH-MIL-101（Fe）在2550 cm?1 處沒有明顯的—SH 峰，這是由于S 與AuNPs 之間存在強(qiáng)的相互作用，形成了Au—S 鍵[17]。

利用X-射線光電子能譜（XPS）研究了所制備的復(fù)合納米顆粒表面化學(xué)成分的鍵合狀態(tài)， XPS 全譜（見電子版文后支持信息圖S2A）表明， Au@SH-MIL-101（Fe）-80 主要含有Au、Fe、S、C 和O 元素，Au@SH-MIL-101（Fe）的Fe 2p 的XPS 譜圖顯示位于711.3 和725.6 eV 處的2 個(gè)峰，分別對(duì)應(yīng)于Fe 2p3/2和Fe 2p1/2，證明Fe 以Fe2+和Fe3+的混合價(jià)態(tài)存在（見電子版文后支持信息圖S2B）。Au 4f 的XPS 譜圖顯示出84.8 和88.5 eV 處的2 個(gè)峰，分別對(duì)應(yīng)于Au 4f5/2 和Au 4f7/2（電子版文后支持信息圖S2C），表明Au 以Au0 的形式存在于Au@SH-MIL-101（Fe）-80 框架中[18]。

2.2 Au@SH-MIL-101（Fe）的類POD活性研究及其在葡萄糖檢測(cè)中的應(yīng)用

2.2.1 類POD活性

采用H2O2-TMB 體系研究了Au@SH-MIL-101（Fe）的類POD 活性。如圖3A 所示，當(dāng)不存在H2O2 時(shí)，Au@SH-MIL-101（Fe）對(duì)TMB 的催化活性較弱，即類氧化酶活性較低。H2O2 無法直接氧化TMB，而Au@SH-MIL-101（Fe）可催化H2O2 氧化TMB生成藍(lán)色OXTMB，其催化能力遠(yuǎn)高于AuNPs及SH-MIL-101（Fe）。以上結(jié)果表明， Au@SH-MIL-101（Fe）的類POD 活性的增強(qiáng)主要來自于AuNPs 和SH-MIL-101（Fe）的協(xié)同作用。

考察了不同AuNPs 負(fù)載量的Au@SH-MIL-101（Fe）復(fù)合材料的類POD 活性。結(jié)果表明，單獨(dú)的AuNPs（1%）以及SH-MIL-101（Fe）載體在652 nm 處的吸光度（A652 nm）很低，幾乎不表現(xiàn)出類POD 活性。隨著AuNPs負(fù)載量增加， Au@SH-MIL-101（Fe）-80吸光度增大， A652 nm最高，表明Au@SH-MIL-101（Fe）-80 的類POD 活性最強(qiáng)。然而，當(dāng)HAuCl4 的用量增至100 μL 后，其類POD 活性反而降低（圖3B），推測(cè)是由于生成的AuNPs 在SH-MIL-101（Fe）表面發(fā)生了聚集。

2.2.2 Au@SH-MIL-101（Fe）的穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)分析

固定一種底物（TMB 或H2O2）的濃度，改變另一種底物濃度，探究Au@SH-MIL-101（Fe）催化H2O2 氧化TMB 反應(yīng)的穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)常數(shù)。圖4A 和4C 表明，在考察的底物濃度范圍內(nèi)， Au@SH-MIL-101（Fe）催化H2O2 氧化TMB 的反應(yīng)遵循Michaelis-Menten 動(dòng)力學(xué)模式。通過雙倒數(shù)方程Lineweaver-Burk 擬合的曲線表明1/V 與1/[S]呈線性相關(guān)（圖4B 和圖4D），根據(jù)公式（1）的斜率和截距，通過計(jì)算得到催化反應(yīng)表觀動(dòng)力學(xué)常數(shù)[19-20]。

2.2.3 基于Au@SH-MIL-101（Fe）的類POD活性檢測(cè)葡萄糖

GOx 可催化葡萄糖生成H2O2，因此，利用Au@SH-MIL-101（Fe）催化H2O2 氧化TMB 的顯色反應(yīng)可間接實(shí)現(xiàn)葡萄糖的可視化檢測(cè)。為了獲得最佳的檢測(cè)性能，對(duì)pH 值、孵育時(shí)間和Au@SH-MIL-101（Fe）的濃度進(jìn)行了優(yōu)化，得到最優(yōu)的反應(yīng)條件為pH=7.2、孵育時(shí)間為12 min、Au@SH-MIL-101（Fe）的濃度為20 μg/mL（見電子版文后支持信息圖S3）。在最優(yōu)條件下，檢測(cè)不同濃度的葡萄糖（圖5A），結(jié)果表明，隨著葡萄糖濃度增大，體系的A652nm 值增大，顏色也逐漸變深（電子版文后支持信息圖S4），在1.0～200.0 μmol/L范圍內(nèi)， A652 nm 變化值與葡萄糖濃度呈線性關(guān)系，線性方程為ΔA652 nm=0.0046C+0.0172（R2=0.998），檢出限為0.64 μmol/L（S/N=3）（圖5B）。

2.2.4 基于類POD活性檢測(cè)葡萄糖的選擇性以及實(shí)際樣品測(cè)定

考察了體系中果糖、乳糖、蔗糖和麥芽糖共存時(shí)，對(duì)檢測(cè)葡萄糖的的影響，以考察方法的選擇性。結(jié)果表明，果糖、乳糖、蔗糖和麥芽糖存在時(shí)體系吸光度未發(fā)生明顯變化（圖5C），表明本方法檢測(cè)葡萄糖具有良好的選擇性[21]。與已報(bào)道的檢測(cè)葡萄糖的傳感器相比，本研究建立的比色傳感器具有較低的檢出限（見電子版文后支持信息表S3）。

為考察本方法用于實(shí)際樣品的檢測(cè)能力，采用本方法測(cè)定了實(shí)際血清樣品中的葡萄糖，結(jié)果如電子版文后支持信息表S4 所示，血清中葡萄糖的加標(biāo)回收率為91.7%～106.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD） lt; 2%，表明本方法具有良好的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，可用于實(shí)際血清樣品中葡萄糖的測(cè)定。

2.3 Au@SH-MIL-101（Fe）的PEC性能研究以及在GSH檢測(cè)中的應(yīng)用

2.3.1 Au@SH-MIL-101（Fe）的PEC性能

測(cè)試了不同AuNPs 負(fù)載量的Au@SH-MIL-101（Fe）的PEC 性能，以考察Au@SH-MIL-101（Fe）的電子-空穴分離效率（見電子版文后支持信息圖S5A）。隨著AuNPs 負(fù)載量增加，復(fù)合納米材料的光電流信號(hào)逐漸增加。其中， Au@SH-MIL-101（Fe）-80 的光電流信號(hào)強(qiáng)度分別是AuNPs（1%）和SH-MIL-101（Fe）的8 倍和40 倍，表明AuNPs 的耦合極大地提高了SH-MIL-101（Fe）的電子-空穴分離效率。由于SH-MIL-101（Fe）和AuNPs 之間形成肖特基勢(shì)壘， AuNPs 產(chǎn)生的熱電子可穿過肖特基勢(shì)壘轉(zhuǎn)移到SH-MIL-101（Fe）導(dǎo)帶，促進(jìn)光生載流子的分離，有助于提高Au@SH-MIL-101（Fe）的光電流信號(hào)[22-23]。但是，隨著AuNPs 負(fù)載量增加， AuNPs 會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致Au@SH-MIL-101（Fe）-100 和Au@SH-MIL-101（Fe）-120 的光電流信號(hào)降低。

通過EIS 研究了Au@SH-MIL-101（Fe）在光電過程中的電荷轉(zhuǎn)移， Nyquist 曲線在高頻區(qū)的半圓直徑對(duì)應(yīng)電極的電子傳遞阻抗（Ret），直徑越小表明電子傳遞受阻越小，電子-空穴分離效率越高，相應(yīng)的光電流信號(hào)越強(qiáng)[24]。如電子版文后支持信息圖S5B 所示，隨著SH-MIL-101（Fe）表面AuNPs 負(fù)載量增加，光電流信號(hào)不斷升高，其中， Au@SH-MIL-101（Fe）-80 的半圓直徑最小，說明Au@SH-MIL-101（Fe）-80 的Ret最小。為了測(cè)試Au@SH-MIL-101（Fe）光電信號(hào)的穩(wěn)定性，以Au@SH-MIL-101（Fe）-80 為例，進(jìn)行了9 次開/關(guān)光照循環(huán)測(cè)試。如電子版文后支持信息圖S6 所示，光源每20 s 開/關(guān)1 次，其光電流強(qiáng)度無明顯變化（RSD=2.39%），表明其光電性能穩(wěn)定。

2.3.2 基于Au@SH-MIL-101（Fe）的PEC性能檢測(cè)GSH

GSH 中的—SH 和Au@SH-MIL-101（Fe）中的AuNPs 相互作用形成Au—S 鍵，產(chǎn)生的空間位阻效應(yīng)會(huì)降低光電流信號(hào)[25]，基于此構(gòu)建了PEC 傳感器用于GSH 的檢測(cè)。如圖6A 所示，加入GSH 后， Au@SHMIL-101（Fe）的光電流大幅度降低。通過EIS 研究了Au@SH-MIL-101（Fe）與GSH 反應(yīng)前后的阻抗譜變化。結(jié)果表明， Au@SH-MIL-101（Fe）與GSH 反應(yīng)后， Au@SH-MIL-101（Fe）的Rct 值明顯增加（圖6B），這也進(jìn)一步證明了GSH 與Au@SH-MIL-101（Fe）結(jié)合后會(huì)阻礙電極表面電子的轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致Au@SHMIL-101（Fe）光電流信號(hào)降低。

對(duì)基于Au@SH-MIL-101（Fe）的PEC 性能檢測(cè)GSH 時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，包括Au@SH-MIL-101（Fe）的濃度、工作電壓和AA 的濃度進(jìn)行了優(yōu)化（見電子版文后支持信息圖S7），得到最優(yōu)的反應(yīng)條件如下：Au@SH-MIL-101（Fe）的濃度為0.3 mg/mL、工作電壓為–0.1 V、AA 的濃度為0.15 mol/L。采用PEC 方法檢測(cè)不同濃度的GSH，隨著GSH 濃度增加，光電流逐漸降低（圖7A 和7B）。在1.0～50.0 nmol/L 范圍內(nèi)，加入GSH 反應(yīng)前后光電流的變化值（ΔI）與GSH 濃度的對(duì)數(shù)值呈線性關(guān)系（圖7C），線性方程為ΔI =0.1689lgC+0.3956（R2=0.993），檢出限為0.20 nmol/L（S/N=3）。與文獻(xiàn)所報(bào)道的GSH 檢測(cè)方法相比（見電子版文后支持信息表S5），本方法的檢出限更低。

2.3.3 基于Au@SH-MIL-101（Fe）的PEC傳感器檢測(cè)GSH的抗干擾性、穩(wěn)定性及實(shí)際樣品測(cè)定

考察了10 nmol/L GSH 在500 nmol/L 不同干擾物（L-Arg， L-Lys， L-Val， L-Pro， L-Leu， L-Iso 和Glucose）存在下的光電流響應(yīng)，以評(píng)估所構(gòu)建的基于Au@SH-MIL-101（Fe）的PEC 傳感器檢測(cè)GSH 時(shí)的抗干擾性能。如電子版文后支持信息圖S8 所示，測(cè)試的干擾物對(duì)此傳感器檢測(cè)GSH 的光電流響應(yīng)沒有顯著影響，這是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)中沒有?SH 基團(tuán)[26]與Au@SH-MIL-101（Fe）相互作用。

為了考察此傳感器的穩(wěn)定性，將其在4 ℃下保存15 d， 每2 d 進(jìn)行1 次測(cè)試，結(jié)果如電子版文后支持信息圖S9 所示，儲(chǔ)存15 d 后Au@SH-MIL-101（Fe）的光電流響應(yīng)為初始光電流響應(yīng)的96.1%，表明此傳感器具有良好的穩(wěn)定性。

采用本方法測(cè)定了實(shí)際血清樣本中的GSH，加標(biāo)回收率為95.0%～104.5%（見電子版文后支持信息表S6），表明本方法具有良好的實(shí)用性。

3 結(jié)論

以SH-MIL-101（Fe）為載體，通過原位生長(zhǎng)AuNPs 策略制備了Au@SH-MIL-101（Fe）復(fù)合納米粒子。探討了所合成的Au@SH-MIL-101（Fe）的類POD 活性和PEC 活性，基于其類POD 活性以及葡萄糖在GOx的催化下生成H2O2 的原理，建立了快速、靈敏的葡萄糖比色檢測(cè)方法，線性檢測(cè)范圍為1.0～200.0 μmol/L，檢出限為0.64 μmol/L。另外，依據(jù)Au@SH-MIL-101（Fe）良好的PEC 性能研究了其對(duì)GSH 的檢測(cè)性能。Au@SH-MIL-101（Fe）與GSH 中的—SH 形成Au—S 鍵，產(chǎn)生的空間位阻大大阻礙了電子轉(zhuǎn)移，從而降低了Au@SH-MIL-101（Fe）光電流信號(hào)，基于此建立了檢測(cè)GSH 的PEC 傳感平臺(tái)，線性檢測(cè)范圍為1.0～50.0 nmol/L， 檢出限為0.20 nmol/L。Au@SH-MIL-101（Fe）在生物催化以及生物檢測(cè)等領(lǐng)域具有良好的發(fā)展?jié)摿?，本研究也為多功能納米材料的合成提供了新的思路。

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