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Polydopamine-Coated Co3O4 Nanoparticles as an Efficient Catalase Mimic for Fluorescent Detection of Sulfide Ion

化学 检出限 过氧化氢酶 荧光 纳米颗粒 硫化物 自来水 无机化学 核化学 化学工程 色谱法 有机化学 生物化学 物理 量子力学 环境工程 工程类
作者
Trung Hieu Vu,Phuong Thy Nguyen,Moon Il Kim
出处
期刊:Biosensors [MDPI AG]
卷期号:12 (11): 1047-1047 被引量:14
标识
DOI:10.3390/bios12111047
摘要

Surface engineering of nanozymes has been recognized as a potent strategy to improve their catalytic activity and specificity. We synthesized polydopamine-coated Co3O4 nanoparticles (PDA@Co3O4 NPs) through simple dopamine-induced self-assembly and demonstrated that these NPs exhibit catalase-like activity by decomposing H2O2 into oxygen and water. The activity of PDA@Co3O4 NPs was approximately fourfold higher than that of Co3O4 NPs without PDA, possibly due to the additional radical scavenging activity of the PDA shell. In addition, PDA@Co3O4 NPs were more stable than natural catalase under a wide range of pH, temperature, and storage time conditions. Upon the addition of a sample containing sulfide ion, the activity of PDA@Co3O4 NPs was significantly inhibited, possibly because of increased mass transfer limitations via the absorption of the sulfide ion on the PDA@Co3O4 NP surface, along with NP aggregation which reduced their surface area. The reduced catalase-like activity was used to determine the levels of sulfide ion by measuring the increased fluorescence of the oxidized terephthalic acid, generated from the added H2O2. Using this strategy, the target sulfide ion was sensitively determined to a lower limit of 4.3 µM and dynamic linear range of up to 200 µM. The fluorescence-based sulfide ion assay based on PDA@Co3O4 NPs was highly precise when applied to real tap water samples, validating its potential for conveniently monitoring toxic elements in the environment.
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