具有空间分离异质结构的哑铃型Au-CeO2金属半导体纳米酶具有级联超氧化物歧化酶（SOD）样和过氧化物酶（POD）样活性，用于超氧化物阴离子检测。它是通过在Au纳米棒（Au NR）末端选择性生长CeO2合成的。利用Au NR优异的局部表面等离子体共振（LSPR）效应，空间分离的Au-CeO2比Au@CeO2连续生长的核壳结构具有更高的光热效应。同时，在808 nm激光照射下，Au NR的热电子可以转移到CeO2，改变CeO2上Ce3+/Ce4+氧化还原偶的比例，促进H2O2分解，从而增强POD样活性。基于Au-CeO2的SOD样活性，超氧化物阴离子（O2·−）可以转化为过氧化氢（H2O2）。通过级联催化和光热效应实现了O2·−的双模吸光度和温度传感检测，检测范围从nM到μM，即0.1-150μM和LOD为0.033μM（S/N=3）。该方法适用于癌症和正常细胞样品，具有令人满意的准确度和回收率。![]()
（a）Au-CeO2合成路线示意图。（b）Au NRs的TEM图像，（c）TEM图像，（d）高倍TEM图像，（e）HAADF-STEM图像和EDS元素映射，（f）Au-CeO2的HRTEM图像。
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（a）Au-CeO2的Vis−NIR吸收光谱，（b）XRD图谱和（c）XPS测量光谱。（d）Au 4f（e）Ce 3d和（f）O 1s的高分辨率光谱。
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（a）类SOD活性的验证。（b）O2·−消除。（c）近红外增强Au-CeO2类POD活性的示意图。（d）照射不同纳米酶的温度曲线。（e）不同材料的类POD活性。（f）不同条件下的吸收光谱。反应速率对（g）H2O2和（h）TMB浓度的依赖性。（i）Km的Au@CeO2和Au-CeO2有激光和没有激光。
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（a）Trp和（b）IPA验证1O2和·OH对Au-CeO2类POD活性的影响。（c）·OH生成验证。（d）Au-CeO2在808 nm激光照射前后的Au 4f、（e）Ce 3d和（f）O 1s XPS光谱。（g）有限差分时域（FDTD）模拟（i）Au-CeO2和（ii）Au@CeO2的电场分布。（h）等离激元激发下Au-CeO2类POD活性的示意图。
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（a）双模检测细胞内O2·−浓度的示意图。（b）级联反应检测O2·−的可行性实验。（c）652 nm处的吸光度变化和（d）温度随H2O2浓度的变化。（e）吸光度和（f）O2·−+Au-CeO2+TMB+醋酸缓冲液（pH 4.0）混合物的相对温度随O2·−浓度的变化。（g）O2·−浓度测量的准确性。
相关成果以“Cascade enzyme-mimicking with spatially separated gold-ceria for dual-mode detection of superoxide anions”，发表在国际学术期刊“Biosensors and Bioelectronics”上。
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https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116847
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