基于二氧化硅模板的多功能表面基团多孔纳米粒子用于葡萄糖和过氧化氢的灵敏比色检测

　　本研究发现，通过二氧化硅模板辅助热解法制备的甲福明-ZnCl2-硫脲纳米粒子（MZT-NPs）具有优异的过氧化物酶模拟活性，可实现H2O2（检测限2.97 μM）和葡萄糖（检测限28 μM）的高灵敏度、高选择性比色检测，在临床诊断和环境监测领域展现出重要应用潜力。

　　

^{仪器与数据处理软件}

MZT-NPs的表征采用多种互补技术。使用Quanta FEG-250扫描电子显微镜（SEM）观察形貌，能量色散X射线光谱（EDX）确认元素组成和空间分布。光学吸收光谱通过岛津UV-1900i PC分光光度计（配UV Probe v2.43软件）记录，使用1 cm石英比色皿、1 nm狭缝宽度和200-800 nm扫描范围。傅里叶变换红外（FT-IR）光谱在4000-400 cm^?1范围采集，采用KBr压片法。动态光散射（DLS）测定水合粒径和Zeta电位，使用Malvern Zetasizer Nano ZS90仪器。所有实验重复三次，数据以均值±标准差呈现。

^{MZT-NPs的形貌与元素分析}

通过SEM、EDX、FTIR、DLS、PXRD和UV-Vis等多种方法分析了合成MZT-NPs的结构与化学特征。SEM图像（图1）显示了纳米粒子的精细形貌和均匀性。在较低放大倍数下，颗粒呈现明确的多孔结构，由二氧化硅模板引导形成。较高放大图像显示表面由相互连接的纳米级颗粒组成，形成开放且高度可及的孔隙网络。元素Mapping通过EDX进行，确认了碳、氮、氧、锌和硫的均匀分布，表明所有预期元素已成功纳入碳骨架。FT-IR光谱揭示了含氮和含硫官能团的存在，包括仲胺、硫代酰胺和锌-硫键，这些基团对催化活性至关重要。DLS显示水合粒径为220 nm，多分散指数（PDI）为0.18，表明胶体稳定性良好。PXRD图谱在24°和43°出现宽峰，对应石墨碳的（002）和（100）晶面，证实了部分石墨化结构的形成。UV-Vis光谱显示在270 nm和350 nm有强吸收带，归因于碳核的π-π跃迁和表面官能团的n-π跃迁。

^结论

本研究成功合成了具有显著酶模拟活性的MZT-NPs。全面表征证实了C-N-Zn基质的均匀掺入，使纳米粒子具有高结构稳定性和优良表面特性。在弱酸性条件（60°C）下，MZT-NPs有效催化H₂O₂介导的OPD氧化，展现出强大的过氧化物酶模拟活性。通过优化pH、温度和缓冲体系等实验参数，实现了对H₂O₂的高灵敏度检测（线性范围10–800 μM）。当与葡萄糖氧化酶（GOx）耦合时，该体系可实现对葡萄糖的特异性检测，在真实人血清样本中表现出卓越的准确性和可靠性，与商用检测 kit 结果高度一致。这些特性使MZT-NPs成为一种经济高效、灵敏且选择性好的纳米酶平台，在临床葡萄糖和H₂O₂检测领域具有重大应用潜力。