Biosensors & Bioelectronics：金属-多酚纳球界面可控沉积银纳米酶及其用于细胞内谷胱甘肽的SERS检测

谷胱甘肽（GSH）是细胞内环境中一种重要且含量丰富的硫醇氧化抑制剂，可抵消自由基和活性物种引起的细胞内氧化应激损伤，在生物体中发挥着重要的生理作用。GSH水平的异常与神经退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）和癌症相关。发展高选择性、高灵敏度的GSH检测方法在临床诊断中具有重要意义。表面增强拉曼光谱（SERS）具有高灵敏度、高选择性、快速检测和对分析物无损伤的优势。与传统GSH检测方法相比，SERS具有独特的分子指纹图谱和出色的抗干扰性，可以在复杂环境中识别生物标志物。但是，由于GSH的低偏振、低拉曼截面性质，SERS平台对其进行直接检测时难以输出清晰有效的特征峰图谱。因此，发展快速、高灵敏度的SERS平台用于GSH检测仍存在挑战。

近期，西安交通大学魏晶教授课题组开发了一种基于银负载金属-多酚胶体球（CuTA@Ag）材料用于间接检测GSH分子的SERS平台，并成功实现了细胞内的微量GSH测定。首先，通过界面多酚还原策略将银纳米颗粒（Ag NPs）可控沉积在铜-多酚胶体球表面。胶体球界面的多酚配体可与Ag⁺配位并将其原位还原形成Ag NPs。通过调节Ag⁺的浓度可有效控制Ag NPs的沉积，最终获得高比表面积、高酶活性及优异SERS性能的复合材料。该界面多酚还原策略在室温、水相中进行，且不需要其他外部还原剂或配体。其次，探究CuTA@Ag的检测性能。CuTA@Ag可催化氧化3，3′，5，5′-四甲基联苯胺（TMB）得到具有强SERS信号的产物，即氧化型TMB（oxTMB）。此后随着GSH的加入，oxTMB被还原为无信号的TMB，导致SERS信号降低。所设计的检测平台输出的SERS信号与GSH浓度呈负相关，可用于GSH含量的间接测定（检测限为10^-7 M，线性范围为1-100 μM）。相关工作以“Interfacial deposition of Ag nanozyme on metal-polyphenol nanosphere for SERS detection of cellular glutathione”为题发表在国际传感领域权威期刊Biosensors & Bioelectronics（DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115200）。第一作者为硕士研究生李雨欣，通讯作者为魏晶教授。

新闻报道链接：

Interfacial deposition of Ag nanozyme on metal-polyphenol nanosphere for SERS detection of cellular glutathione - ScienceDirect

Novel SERS-Based Detection of Glutathione - Medicine Innovates