随着纳米技术和纳米材料的蓬勃发展，纳米生物传感因其极大的提升了检测灵敏度、准确性和选择性，已成为分析化学发展的主要研究方向。近年来，南华大学药学院喻翠云/魏华/何穗穗团队围绕“纳米生物传感及便携式检测”这一重要研究方向，在功能纳米材料的设计合成以及便携式生物传感领域取得了多项研究进展（Chem.Eng.J.2024,486,150186.;Anal.Chim.Acta2023,1279,341837.;Spectrochim. Acta Mol. Biomol. Spectrosc.2023,299, 122802.）。
最近，该团队针对“多种酶活性的同时便携式检测”这一挑战，开发了一种智能手机辅助的可编程微流控纸基分析装置（μPADs），该装置能够利用比色和光热信号同时、准确、可视化定量检测碱性磷酸酶（ALP）和丁酰胆碱酯酶（BChE）。具体来说，该μPADs传感平台的操作由两个连续步骤组成。首先，利用钴掺杂介孔氧化铈（Co-m-CeO2）优异的类过氧化物酶活性在中性条件下催化分解H2O2，从而有效地将无色的3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）转化为蓝色的氧化TMB（oxTMB）。随后将ALP或BChE添加到各自的底物中产生还原性物质，可以在一定程度上抑制oxTMB的转化，从而降低oxTMB的比色和光热信号（图1）。值得注意的是，这些两步生物酶-纳米酶级联反应有力地支持了该平台的简便性和良好的可加工性，促使其对ALP和BChE的检测限较低，其中BChE的检测限比其他纸基检测方法低一个数量级。通过对临床血清样本的分析，进一步证明了该平台的实用性和高效性。该创新平台作为一种简单而强大的方法可以同时、准确、现场可视化检测真实样品中的多种酶活性，表现出巨大的应用潜力（Anal. Chem.2024,https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c02389）。
图1.可编程μPADs用于ALP和BChE比色和光热检测示意图
该成果以“A Programmable Microfluidic Paper-Based Analytical Device for Simultaneous Colorimetric and Photothermal Visual Sensing of Multiple Enzyme Activities”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。本团队硕士研究生李凯玲和王俊博士为论文的共同第一作者，何穗穗博士、魏华教授、喻翠云教授为论文的共同通讯作者。本研究工作得到国家自然科学基金、湖南省科技创新领军人才、湖南省重点研发计划项目、湖南省卫健委科研项目、湖南省教育厅科研项目、湖南省自然科学基金等项目的支持。