《Analytica Chimica Acta》：Dual-Modal biosensor based on proton-modulated mechanism integrated nanozyme for acetylcholinesterase analysis
編輯推薦：
為解決納米酶活性原位調控及乙酰膽堿酯酶（AChE）檢測問題，研究人員構建基于質子調控機制的比色 - 電化學雙通道傳感器。利用 AChE 水解乙酰膽堿產生醋酸調節 pH，調控納米酶活性，實現 AChE 定量檢測，為相關疾病診斷和藥物研發提供新方法。
在生命的長河中，神經系統猶如精密的指揮中心，而乙酰膽堿酯酶（Acetylcholinesterase，AChE）則是其中一位至關重要的 “傳令官”。AChE 在生物神經傳導中扮演著不可或缺的角色，它能夠快速分解中樞膽堿能系統中的神經遞質，確保神經信號分子正常傳遞。然而，當 AChE 出現異常表達時，就如同指揮中心的通訊出現故障，與帕金森病、阿爾茨海默病等神經退行性疾病緊密相連。因此，精準檢測 AChE 的含量，就像是獲取了一把打開神經系統疾病早期診斷大門的鑰匙，同時也為相關藥物研發照亮了前行的道路。
盡管納米酶傳感技術近年來取得了顯著進展，但如何巧妙設計方法實現納米酶活性的原位調控，依然是仿生領域面臨的一大挑戰。在這樣的背景下，來自成都醫學院等機構的研究人員勇敢地迎接挑戰，開展了一項極具創新性的研究。
研究人員提出了一種質子調制策略，用于納米酶活性的自我調節，并以 AChE 為模型分析物，構建了一個雙模式比色和電化學生物檢測系統。該研究的成果意義重大，不僅成功實現了對 AChE 的 “按需” 測定，還達成了納米酶催化活性的原位調控，為建立自我調節的雙模式分析方法開辟了新途徑，為 AChE 相關疾病的新型診斷方法開發注入了新動力。這一研究成果發表在《Analytica Chimica Acta》上，引發了科學界的廣泛關注。
在研究過程中，研究人員運用了多種關鍵技術方法。首先，通過一步水熱法合成了新型納米酶（7% hemin - Bi2WO6，H - Bi2WO6）。利用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）對其形貌進行觀察，借助 X 射線衍射技術（XRD）分析其晶體結構�；� AChE 能夠促進乙酰膽堿（ACh）水解產生醋酸，進而影響溶液 pH 的原理，構建雙模式傳感策略，實現對 AChE 活性的檢測。
下面來詳細看看研究結果：
- 新型納米酶的合成與特性：研究人員采用一步水熱法成功制備出 H - Bi2WO6。通過 SEM 和 TEM 觀察發現，其呈現三維花狀球形結構，由眾多納米片組裝而成，形成了大小各異的間隙。XRD 分析表明，其在 28.29°、33.03°、47.19°、56.01°、58.73° 和 75.95° 處的衍射峰，分別對應（113）、（200）等晶面，證實了其晶體結構。這種獨特的結構為后續展現優良的催化性能奠定了基礎。
- 雙模式傳感策略的構建與檢測性能：H - Bi2WO6具有類似過氧化物酶（POD）的特異性活性，在過氧化氫（H2O2）共存的情況下，能夠激活 3,3’,5,5’ - 四甲基聯苯胺（TMB）產生氧化態 TMB（oxTMB）。oxTMB 具有良好的光學和電化學性質，可顯著增強檢測信號�；� AChE 促進 ACh 水解產生醋酸改變溶液 pH，進而原位調控納米酶催化性能的原理，構建了基于 AChE 活性的自調制比色和電化學雙通道傳感策略。該策略實現了對 AChE 的定量分析，比色法檢測限達 0.04 mU/mL，電化學法檢測限低至 0.015 mU/mL。在加標人體血液樣本檢測中，回收率在 97.44% - 107.66% 之間，展現出良好的檢測準確性。
研究結論和討論部分再次強調了該研究的重要意義。研究人員成功建立了一種原位調節納米酶催化活性的新策略，設計出比色和電化學雙輸出信號傳感平臺，能夠簡便、準確地評估 AChE 活性。這種傳感器通過 AChE 介導的產質子催化反應實現納米酶活性的原位調控，利用 H - Bi2WO6產生比色和電化學信號。這一成果為 AChE 相關疾病的早期診斷和藥物研發提供了有力的技術支持，有望推動生命科學和健康醫學領域的進一步發展。未來，隨著研究的深入，這種雙模式生物傳感器可能會在更多復雜生物樣本檢測、臨床診斷等實際應用場景中大放異彩，為人類健康事業做出更大的貢獻。
