摘要：具有酶活性的生物纳米材料，以其活性可调、易于合成、稳定性高等优点，在多个领域受到广泛。本论文介绍了几种具有良好酶活性的纳米材料，并对其在H2O2比色检测方面的应用进行了总结。

关键词：H2O2；比色检测；纳米酶

过氧化氢（H2O2）是一种重要的食品漂白剂和化学原料，其在医学、化学和日常生活等领域有着广泛的应用。在生物体中，H2O2作为一种重要的生理信号分子，它与生物体的细胞代谢活动密切相关，其含量的异常变化往往与各种疾病相关的代谢紊乱有关。因此，开发低成本、易操作的H2O2检测方法对疾病的诊断具有重要意义。比色法以其操作方便、肉眼检测、成本低等优点得到广泛应用。纳米酶是一种具有酶催化活性的纳米材料，它结合了纳米材料的优点和天然酶的催化功能，具有活性可调、易于合成、稳定性高等突出的优点，被广泛应用于疾病诊断，分子检测，癌症治疗和污染物降解等领域。在比色分析检测中，许多纳米酶被用于检测H2O2。

Ramgopal等人设计并制备了一种纳米酶蚀刻Co-Fe普鲁士蓝类似物（PBA），与天然酶（辣根过氧化物酶）相比，由于PBA中电子和结构性质的改变，使其对3，3’，5，5’-四甲基氨基苄（TMB）具有更高的过氧化物酶催化效率，提高了其对H2O2和TMB的亲和力。因此，该材料能够通过PBA催化TMB氧化检测H2O2，其对H2O2检测的线性范围为0.1 μM ～ 4.0 mM，检测限为0.083 μM。

Xu等人将多金属氧酸盐（NH4）3[FeMo6O18（OH）6]⋅6H2O（FeMo6）负载于铜基金属有机骨架（Cu-BDC）上，设计并制备了纳米酶Cu-BDC@FeMo6。基于FeMo6和Cu+/Cu2+间的协同作用，Cu-BDC@FeMo6表现出较强的过氧化物酶模拟活性，实现了对H2O2的灵敏可视化检测，H2O2的检出限为10 μM，且具有良好的稳定性和选择性。

Li等人设计和合成了一种组氨酸、丝氨酸和叶酸功能化的硼和铁掺杂的石墨烯量子点（Fe/B-GQDHSF）纳米材料。研究结果表明Fe/B-GQD-HSF具有优异的荧光性能和过氧化物酶样活性。在0.5 ～ 100 μM范围内，随着H2O2浓度的增加，溶液在652 nm处吸光度呈线性增加，检出限为0.43 μM。在0.05 ～ 100 μM范围内，荧光信号随H2O2浓度的增加呈线性下降，检出限为0.035 μM。该材料用于了食品中H2O2的检测，该研究为设计和合成兼具良好荧光性能和催化活性的功能石墨烯量子点提供了参考。

Gao等人采用简单的溶剂热法制备了具有高过氧化物酶活性的Ce掺杂MIL-101（Fe）-NH2和Ce掺杂MIL-101（Fe）-NO2金属有机骨架（MOFs），并对这些催化剂在H2O2与TMB反应中的应用性能进行了考察。结果表明，与天然辣根过氧化物酶相比，MOF具有更好的过氧化物酶模拟性能，表现出更强的底物亲和力。此外，Ce掺杂的MIL-101-NH2催化剂与Ce掺杂的MIL-101-NO2相比，表现出更好的过氧化物酶样性能，对过氧化氢具有较低的检出限和较宽的检出范围。

Cheng等人首次合成了Ni修饰的菜花状Cu2O纳米材料（Ni-Cu2O），并将其应用于了人血清和尿液中H2O2的检测。该工作通过X射线光电子能谱、自由基捕获实验、光致发光光谱和稳态动力学分析研究了Ni-Cu2O的催化机理，结果表明，Ni-Cu2O能催化H2O2生成活性氧，继而将TMB氧化为oxTMB，颜色由无色变为蓝色。Ni-Cu2O的Michaelis-Menten常数（Km）和最大初速度（Vmax）分别为1.8 mM和15.2×10-8 M/s。其对H2O2的检出限为0.17 μM。

Chen等人报道了一种在石墨烯量子点（GQDs）表面原位生长银纳米颗粒（AgNPs）的简单绿色方法。GQDs具有还原剂和稳定剂的双重作用，不需要添加还原剂和稳定剂。GQDs/AgNPs复合纳米材料对H2O2表现出优异的吸光度衰减响应。因此，该工作构建了一种简单的比色分析法，用于超灵敏检测H2O2而不需要额外的显色剂，其对H2O2的检测限为33 nM。此外，基于葡萄糖氧化酶对葡萄糖氧化和H2O2生成的作用，将该比色传感法进一步用于了葡萄糖的检测。

Lu等人以ZIF-67为前驱体，合成了新型缺陷型Co3O4纳米颗粒（R-Co3O4）。与完整的Co3O4（P-Co3O4）相比，R-Co3O4的过氧化物酶活性显著增强R-Co3O4对H2O2的亲和力明显高于P-Co3O4。此外，密度泛函理论计算表明，R-Co3O4中引入氧空位增强了其对H2O2的吸附能力，有利于H2O2的分解生成·OH自由基，从而提高了过氧化物酶类活性。基于R-Co3O4优异的过氧化物酶样活性，该工作构建了一种简便的H2O2比色检测方法，其检测浓度范围为1 ～ 30 μM，检出限为4.3 × 10 ～ 7 mol/L，该工作将R-Co3O4成功应用于人血清样品中的葡萄糖的比色检测。

由以上研究可以看出，基于纳米材料的比色传感器在H2O2的检测中有着广泛的应用，构建具有协同催化性能的复合纳米材料，在H2O2比色检测中有着较好的应用前景。

参考文献：

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Cheng， C.; Zheng， Z.; Liu， Z.; et al. A machine vision tool for multi-color H2O2 sensing by MoOx nanoparticles with oxygen vacancies. Spectrochimica Acta Part A： Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2025， 324， 124953.

Liu， Y.; Cao， Y.; Zhang， C.; et al. A novel colorimetric method for H2O2 sensing and its application： Fe2+-catalyzed H2O2 prevents aggregation of AuNPs by oxidizing cysteine （FeHOAuC）. Analytica Chimica Acta 2022， 1207， 339840.

Lu， J.; Zhang， H.; Li， S.; et al. Oxygen-Vacancy-Enhanced Peroxidase-like Activity of Reduced Co3O4 Nanocomposites for the Colorimetric Detection of H2O2 and Glucose. Inorganic Chemistry 2020， 59， 3152-3159.

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基金项目：临沂大学大学生创新创业训练计划项目（X202410452239）

作者简介：边丽彤（2002.10），女，汉，内蒙古，本科，临沂大学化学化工学院，纳米材料的制备。