【化学动态】理学院张国麒博士团队在Journal of Colloid And Interface Science发表最新研究成果
作者：张国麒
近日，西华大学理学院张国麒团队在国际权威期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（中科院一区Top，IF=9.7）上发表了一项题为“Conjugated precursors of isomers to enhance the peroxidase-like activity of carbon dots nanozymes for constructing multi-scenario sensing systems for glutathione and glutathione S-transferase”的研究性论文，西华大学2023级化学专业研究生蒋文彩为第一作者，张国麒博士、赵艳教授为该论文的通讯作者，西华大学为第一通讯单位。
图1 论文发表界面
纳米酶作为一类具有与天然酶相似催化活性的人工材料，具有催化活性可调和可大规模制备的优点。其中，碳点纳米酶（CDs纳米酶）具有优异的生物相容性、高水溶性和发光特性，使其成为开发创新分析方法的理想候选物。基于CDs纳米酶的比色方法只需要简单的比色操作，而不需要复杂的仪器或设备，使实验室和现场检测方便，反应时间短。目前，阻碍CDs纳米酶应用的主要原因是其催化活性仍普遍低于天然酶。因此，厘清前体与CDs纳米酶活性之间的构效关系，可以为解释CDs纳米酶活性的来源奠定基础，也是合理设计高活性CDs纳米酶的重要途径。
谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽S-转移酶（GST）是人体内重要的生物标志物。GSH水平异常与肝损伤、肾癌和糖尿病并发症密切相关。例如，肝癌患者体内的GSH水平比健康人低40-60%。GST活性升高则往往表明对抗肿瘤药物产生耐药性。传统的检测方法存在局限性：ELISA法操作复杂、耗时较长；色谱法需要昂贵设备；常规比色法易受干扰。该研究团队致力于开发一种简单、成本低、灵敏度高的方法，满足实验室高精度、临床高通量和现场便携式检测等不同场景的需求。通过调控共轭前驱体异构体结构，优化得到以邻苯二甲酸和邻苯二胺为前驱体，采用溶剂热成功地合成了具有良好催化活性和高稳定性的CDs纳米酶，显著增强了CDs纳米酶的过氧化物酶样活性，并成功构建了适用于实验室、临床和现场检测的多场景传感平台，用于谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽S-转移酶（GST）的高灵敏度检测。
该研究不仅阐明了前驱体结构对纳米酶活性的调控机制，为理性设计高性能纳米酶提供了重要理论指导，而且成功构建了一个多功能、多场景的传感平台，在疾病诊断、健康监测和环境检测等领域具有广阔的应用前景。
此研究得到了四川省科技计划项目（No. 2023NSFSC0637）、西华大学研究生教育质量工程（No. YK20240192和YK20240181）和西华大学人才引进计划（No. RX2200001988）的支持，以及自贡市关键科技计划（2024-YKY-01-02）的资助。
DOI：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2025.138768
图2 摘要图
图3 (A) o-CDs、m-CDs和p-CDs在652nm处随时间的吸光度变化曲线。（B，C）产生⋅OH和1O2的 EPR谱图。(D) o-CDs、m-CDs、p-CDs的EIS图。(E) DFT测定邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺与Fe的配位数。
通讯作者介绍：
张国麒，工学博士，硕士生导师。主要从事纳米酶性能调控及开发新分析方法、仪器。自独立工作以来，以第一/通讯作者在J. Colloid. Interf. Sci., Talanta, Anal. Chim. Acta, Food Chem.等SCI期刊发表研究论文20余篇。现任化学系副主任，化学专业教师党支部书记。
赵艳，博士，教授，硕士生导师。主要从事纳米材料的制备以及在生物活性成分分析等方面的研究。迄今为止，作为项目负责人主持四川省科技厅重点研发项目1项、中国科学院“西部青年学者”（院外）项目1项，参与多项国家级和省部级项目以及国家标准和行业标准的制修订。先后发表论文40余篇，其中SCI论文20余篇。以第一申请人授权发明专利2项。