研究背景：
自由基是一种高活性的分子，会导致氧化应激，引发各种健康问题并加速衰老过程。为了抵消自由基的有害影响，身体会产生并利用抗氧化剂。抗氧化剂是一种通过提供电子来中和自由基，而不会使自身变得不稳定的化合物。通常情况下，人体体液中的总抗氧化剂浓度维持在正常水平，偏离正常水平可能导致疾病或影响健康。因此，有效监测和检测体液中的抗氧化剂浓度对于健康评估至关重要。
尽管传统的TAC检测方法已被成功应用于抗氧化能力的评估，但它们仍存在一些缺陷，如检测时间长、操作步骤复杂、成本高昂、依赖专业设备且不便于携带。近年来，随着纳米酶技术的快速发展，研究人员利用纳米酶的高催化活性和简单的传感过程，在分析化学领域实现了快速简便的检测。此外，纸基微流控芯片作为一种低成本、高集成度的检测平台，不仅显著降低了生化检测的成本，还提供了便携性。
导读：
近期，广东工业大学林鹏程副教授团队通过将纳米酶与纸基微流控芯片相结合，提出了一种用于现场快速检测体液中总抗氧化能力（TAC）的新方法，这一创新为临床诊断和健康监测提供了更有效的工具。相关研究以“Nanozyme-Catalyzed Colorimetric Detection of the Total Antioxidant Capacity in Body Fluids by Paper-Based Microfluidic Chips”为题目发表于期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》。
本文要点：
1、本研究开发了一种纳米酶催化的比色纸基微流控传感器，用于对体液中的总抗氧化能力（TAC）进行即时检测。
2、该纸基微流控传感器与智能手机结合，降低了测试成本并提高了便携性。
3、通过溶剂热法制备的纳米酶对过氧化氢（H2O2）和3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）的米氏常数（Km）分别为0.11mM和0.129mM，显示出较高的催化活性。
4、建立了一种在纸基微流控芯片上固定纳米酶和显色剂的方法，为TAC的检测提供了技术基础。
5、基于智能手机拍摄和图像灰度提取技术，能够定性检测TAC，检测限为33.4μM，线性范围为50-700μM。
6、该传感器能够在15分钟内实现对体液（如血液、唾液和汗液）中TAC的一步定量分析，提高了检测效率。
7、总之，本研究提出的纳米酶催化比色纸基微流控传感器在生化分析和即时检测领域展现出广阔的应用前景。
全文总结/概括：
使用纳米酶检测总抗氧化能力（TAC）的优势包括：
1、增强的催化活性：纳米酶展现出比天然酶更高的催化活性，这不仅加快了反应速率，也提升了对抗氧化剂的检测灵敏度。
2、改善的稳定性：纳米酶通常比天然酶更稳定，能够耐受更宽范围的pH值、温度和环境条件，增强了其在多样化环境条件下的适用性。
3、成本效益：纳米酶的生产和使用成本通常低于天然酶，为TAC检测提供了一种经济高效的选择，有助于降低整体检测成本。
4、简化的传感过程：基于纳米酶的检测通常涉及简单的比色反应，无需依赖复杂的仪器或专业知识，适用于更广泛的用户群体。
5、高灵敏度：纳米酶的高灵敏度设计使其能够检测到微量的抗氧化剂，这对于准确评估各种样品中的TAC至关重要。
6、便捷性：通过将纳米酶集成至便携式设备，如纸基微流控芯片，可以在样本采集点直接进行即时检测。这种现场分析方式省去了将样本送至实验室的步骤，从而大幅提升了检测的便捷性和效率。
本研究提出的纳米酶催化比色纸基微流控芯片具有广泛的潜在应用，具体如下：
1、食品安全检测：快速评估食品中的总抗氧化能力，确保食品的营养价值和安全性。
2、环境监测：监测环境污染物质，如重金属或有机污染物，通过抗氧化能力的变化评估环境风险。
3、疾病诊断：在临床诊断中检测体液样本，如血液、唾液或尿液，用于早期疾病筛查和健康评估。
4、药物开发：评估药物的抗氧化特性，为新药研发提供重要参数，优化药物配方和疗效。
5、个人健康管理：作为便携式健康监测工具，个人可以自行检测体液中的抗氧化水平，及时了解自身健康状况。
图1.利用纳米酶催化的比色微流控纸基分析装置对体液中的TAC进行POCT检测的概念和过程。
图2.SMOF的相关特征。
图3.SMOF的类POD活性分析。
图4.SMOF的稳态动力学分析。
图5.基于SMOF纳米酶的TAC传感平台。
图6.纸基微流控芯片的制备和性能。
图7.通过纳米酶催化的比色纸基微流控传感器对体液中的TAC进行POCT检测。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.4c07835
