近日，公共卫生学院牛湘衡教授团队在多功能纳米酶设计及检测应用方面取得新进展，相关成果以“One Probe, Two Readouts: A Fluorescent Nanozyme Facilitates Cascade Catalysis and On-Demand Bimodal Detection of Hepatic ALT and AST”为题发表在国际学术期刊Analytical Chemistry（IF=6.7，中科院1区，自然指数期刊）。公共卫生学院2024级硕士研究生王波为第一作者，牛湘衡为主要通讯作者，南华大学公共卫生学院为第一单位。

谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性检测对于肝脏疾病的临床诊断及疗效监测具有重要意义。传统检测方法通常依赖多种天然酶级联催化产生的单一信号，存在稳定性差、可靠性有限等不足。为解决上述问题，牛湘衡团队设计了一种兼具类过氧化物酶(POD)催化性能与发光特性的新型纳米探针(Na₂V₆O₁₆/CuMOF)，并建立了比色/荧光双模态检测ALT与AST。在该双功能纳米酶中，Na₂V₆O₁₆具有稳定的类过氧化物酶活性，可通过催化H₂O₂产生一系列活性氧使无色的3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)氧化为蓝色的氧化态TMB(oxTMB)；而由2-氨基对苯二甲酸配位构建的CuMOF则具有稳定的荧光，其荧光可被生成的oxTMB通过内滤效应猝灭。在谷氨酸氧化酶(GLOX)的存在下，ALT和AST可催化各自底物介导H₂O₂的生成，进而触发比色信号开启与荧光信号关闭的双模态输出。利用Na₂V₆O₁₆/CuMOF优异的POD活性与荧光特性，构建了ALT/AST-GLOX-Na₂V₆O₁₆/CuMOF多酶级联反应，实现了ALT与AST的高灵敏比色/荧光双模态检测。重要的是，所构建体系具有优异的催化稳定性，双模态输出的信号可实现不同响应模式的相互验证，共同提升了目标物分析的可靠性。本研究为转氨酶生物标志物检测提供了一种可靠策略，也为多功能纳米酶催化传感平台的设计提供了新思路。

图1 基于ALT/AST-GLOX-Na₂V₆O₁₆/CuMOF多酶级联反应检测ALT和AST原理图（图片来自Analytical Chemistry）

近三年来，牛湘衡教授带领“纳米酶卫检创新团队”在Analytical Chemistry、Biosensors and Bioelectronics、TrAC Trends in Analytical Chemistry、ACS Sensors、Small、Advanced Healthcare Materials、Journal of Hazards Materials、Chemical Engineering Journal、Food Chemistry、Sensors and Actuators B: Chemical等期刊上发表论文40余篇，积极为保障人民健康、绿色环境和食品安全贡献力量。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.6c00083