分析化学中的单原子纳米酶：机遇与挑战

《Analytical Chemistry》：Single-Atom Nanozymes in Analytical Chemistry: Opportunities and Challenges

　　单原子纳米酶（SANs）为分析化学带来革新，其原子级分散特性使其在疾病标志物检测和环境污染物（如重金属、农药）监测中表现优异。SANs集成于荧光和电化学传感器中，支持便携式诊断设备开发，但面临制备复杂、成本高及环境稳定性不足等挑战，并与机器学习结合提升性能。

　　

单原子纳米酶（Single-atom nanozymes，简称SANs）是分析化学领域的一项突破性创新，为分子检测和环境监测提供了新的方法。由于其在原子级别的独特分散特性，SANs具有优异的催化活性和选择性，因此成为多种应用的理想选择，包括疾病生物标志物的检测和环境监测。本文探讨了SANs在分子诊断中的潜力，重点介绍了它们在生物传感器中的应用，这些传感器能够超灵敏地检测蛋白质、核酸和代谢物。将SANs集成到基于荧光和电化学的传感器中，实现了快速、准确且无需标记的检测，这对于即时检测（point-of-care testing）至关重要。SANs在环境监测中也显示出巨大潜力，已被用于检测重金属、农药和二氧化碳（CO₂）等污染物。此外，它们在微型分析设备（如芯片实验室系统）中的应用表明了其与便携式诊断工具的兼容性，确保了在实际场景中的快速可靠分析。然而，制造复杂性、在不同环境条件下的稳定性以及高昂的材料成本仍然是阻碍其广泛应用的障碍。文章还讨论了将SANs与机器学习和人工智能等先进数据分析技术相结合以提升传感器性能的方法。尽管存在这些挑战，SANs在分析化学中的变革潜力仍有望推动分子检测和环境监测领域的重大进展。