第一作者：Celia Toyos-Rodríguez
通讯作者：Alfredo de la Escosura-Muñiz
通讯单位：奥维耶多大学(西班牙)
研究内容：
在本工作中，作者进行了一项前所未有的研究，探索Pd/Au比例的微小变化的双金属Pd-Au纳米颗粒对氧还原反应(ORR)的电催化活性的作用。特别的是，作者首次对金原子的引入量进行了精确控制，并对获得最大催化活性的最佳钯金比进行了评估。
要点一：
首先，在聚乙烯醇吡啶酮存在的情况下，通过醇还原合成Pd NPs，然后通过电替代过程，以不同数量的金原子选择性地引入到簇的顶点或角落位置。基于EDX光谱的平均元素分析可以评估得到的Pd- Au纳米颗粒中Pd: Au的比例。与单独的Pd NPs和Au NPs相比，线性扫描伏安法和计时安培法被用于评估中性pH下Pd-AuNPs对ORR的电催化活性。实验的结果表明,两种金属之间的协同作用是强烈增强当金的数量控制和占有更多的活性位置的团簇,达到最大活动NPs包含30%的金,而过多的这种金属会导致此类活动减少,作为PdNPs的避难所。计时电流法分析允许在超过6 × 109 NPs/mL的水平上定量最佳Pd-AuNPs。
要点二：
这些优化的Pd-AuNPs被用作标签，利用金的生物功能存在于聚类，一种概念验证的电化学免疫传感器，用于检测透明质酸酶伤口感染的生物标志物，使用磁珠作为平台。透明质酸酶检测水平低至50 ng/mL (0.02 U/ mL;具有良好的重复性(RSD低于8%)和选择性(对牛血清白蛋白、免疫球蛋白G和溶菌酶进行了评价)。使用磁珠平台固有的低基质效应使我们能够区分无菌溃疡和感染溃疡的创面渗出液，而没有样品预处理。这种新型的电催化免疫分析方法比一般的NP标记方法有优势电化学检测，在免疫分析发生的相同中性介质(10 mM PBS pH 7.4)中产生的信号，避免使用额外的和危险的试剂，使其更接近其作为护理点设备的使用。
总的来说，作者的发现可能不仅对生物传感有很大的意义，而且对诸如燃料电池上的能量转换等应用也有很大的意义，在这些应用中，ORR起到了关键的作用。
图1 PdNPs和Pd-AuNPs合成及进一步与多克隆抗透明质酸酶(HYAL)抗体偶联的示意图。
图2用0.835 mM HAuCl4制备的PdNPs (A)和Pd-AuNP (B)的HRTEM显微照片及其粒度分布分析(插图);两幅图中观察到的颗粒密度差异是由于分析中使用的样品稀释度不同。(C)明场STEM显微图显示Pd- AuNPs和EDX区域图显示Pd元素(D)和Au元素(E)的分布。
图3 线性伏安扫描图。
图4 Pd- AuNPs的电化学表征图。
图5 随着Pd-AuNP-3浓度的增加，在10mm PBS pH 7.4中，−0.45 V, 50秒内记录的计时电流图:1.00 ×10 10 NPs/mL (a)， 3.00 ×10 10 NPs/mL (b)， 5.00 ×10 10 NPs/mL (c)， 7.00 ×10 10 NPs/mL (d)， 9.00 ×10 10 NPs/mL (e)和1.20 ×10 11 NPs/mL (f)。数据以平均值±SD (n = 3)表示。
参考文献
Toyos-Rodríguez, C.; Adawy, A.; García-Alonso, F. J.; de la Escosura-Muñiz, A. Enhancing the electrocatalytic activity of palladium nanocluster tags by selective introduction of gold atoms: Application for a wound infection biomarker detection. Biosensors and Bioelectronics 2022, 200, 113926.
