基于鈰 -L-胱氨酸納米酶比色檢測對乙酰氨基酚

對乙酰氨基酚（Acetamnophen，APAP）俗稱撲熱息痛（Paracetamol，PCT）[1-2]，是治療感冒和流感藥物的主要成分，臨床主要用于解熱鎮痛，適用于關節痛、感冒發熱、神經痛、偏頭痛和術后疼痛等，是使用最廣泛的鎮痛劑之一[3]。人過量使用APAP會產生毒副作用，引起惡心嘔吐、昏迷和胃痛等癥狀，嚴重時可導致藥物肝損傷和急性肝功能衰竭[4]。隨著 APAP的大量生產和廣泛使用，APAP以及代謝物進入環境，引起環境污染，并通過環境尤其是水系統對生物造成危害[5]。因此，監控水環境中APAP的含量非常必要。藥典采用簡便、快速的紫外分光光度法對APAP進行檢測，但存在選擇性較差的問題，不適用于復雜樣品的檢測。目前，研究者開發了一些檢測 APAP的方法，包括電化學法[6]、高效液相色譜法[7]和熒光法[8]等。這些方法具有較高的靈敏度和較低的檢出限，但需使用昂貴的儀器設備，且檢測過程復雜，不利于臨床快速檢測的實際需要[9]。因此，開發簡單、快速和準確的APAP檢測方法具有重要意義。

2007年，Gao等[10]首次發現 Fe₃O₄ 納米粒子具有類過氧化物酶活性。2013年，Wei等[11]對納米酶的研究進展進行了歸納總結，將具有類酶活性的納米材料統稱為納米酶。與天然酶相比，納米酶具有成本低、可批量制備和穩定性高等優點。目前，已開發的納米酶包括類過氧化物酶、類氧化酶、類過氧化氫酶、類超氧化物歧化酶和類水解酶等，并已廣泛應用于生物傳感、癌癥診斷與治療、環境保護、藥品和食品安全等領域[12-18]。

鈰（Ce）是稀土元素中豐度最高的鑭系元素， Ce⁴⁺ 具有類氧化酶活性[19]。Liu等[20]在常溫下利用單磷酸腺苷（AMP）與 Ce⁴⁺ 絡合，合成具有類氧化酶活性的無限配位聚合物（ICPs），還原性的 Fe²⁺ 可特異性抑制該聚合物活性，基于此開發了一種高選擇性比色檢測 Fe²⁺ 的方法。Liu等[21]在室溫下將ATP與 Ce⁴⁺ 結合，生成鈰基配位聚合物納米粒子（（Ce（IV）-ATP-Tris），利用其類氧化酶活性建立了比色檢測農藥的方法。目前，研究者已開發出多種用于檢測APAP的納米材料，如 Mo₂C^[4] 、 FeCu/CNS^[9] 、 AuNPs@PMo₁₂ [22]、Ni₂P 納米片[23]和 AuNP/SiW₁₁Cu/MWCNTs/GCE^[24] 等。然而，制備這些納米材料時通常需要高溫條件，并且操作步驟較繁瑣、耗時長，因此，需要建立簡便、綠色和經濟的納米酶制備方法。

氨基酸能與金屬離子發生絡合作用[25]，其中， L -胱氨酸（CS）在堿性條件下可與硝酸鈰銨（CAN）發生絡合反應[26]。基于此，本研究通過快速、簡便的一步法制備了具有納米孔洞形貌的鈰-L-胱氨酸（Ce-CS）。Ce-CS具有類氧化酶活性，可催化氧化無色 ^{3，3′，5，5′} -四甲基聯苯胺（TMB）生成藍色氧化產物（oxTMB），在 652nm 處有明顯的吸收峰；當具有還原性的APAP存在時，能抑制Ce-CS的類氧化酶活性，使體系在 652nm 處的吸光度降低。據此建立了一種檢測APAP的高選擇性比色法，并將其應用于口服液制劑和河水中APAP的測定。Ce-CS材料合成和APAP的檢測原理示意圖見圖1。

1 實驗部分

1. 1 儀器與試劑

Cary 60UV-Vis分光光度計（美國安捷倫科技有限公司）；Apreo2掃描電子顯微鏡和NexsaG2X射線光電子能譜儀（美國賽默飛世爾科技公司）；比表面及孔徑分析儀（北京精微高博儀器有限公司）;Spectrum two紅外光譜儀（英國鉑金埃爾默公司）；XRD-7000 X-射線單晶衍射儀（日本島津公司）；BrukeEmxplus電子順磁共振儀（德國布魯克公司）。

APAP、TMB和CS（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；乙酸和 NaOH （浙江中星化工試劑有限公司）；CAN（上海麥克林生化科技有限公司）。對乙酰氨基酚口服液（ （2.4% 購于當地藥店。所用試劑均為分析純；實驗用水為超純水（ 18.2MΩ^?cm ）。實際環境水樣品為嘉興大學校園內河水。

1.2 實驗方法

1.2.1 Ce-CS材料的制備

移取 1mL50mmol/L 的CAN溶液和 2mL50mmol/L 的CS溶液（加 260μL 1 mol/L的 ΔNaOH 促溶）于離心管中，混合后隨即產生黃色絮狀沉淀，充分振蕩，于室溫（ 25°C 下反應 20min 。離心（ 5000r/min） ，用超純水洗滌沉淀，重復上述操作3次后，將沉淀物冷凍干燥，得到淡黃色Ce-CS粉末。

1.2.2Ce-CS的類氧化酶活性測定

以TMB為底物考察Ce-CS材料的類氧化酶活性。在 1.85mL 的HAC-NaAC緩沖液（ pH=4.0 ，50mmol/L 中加入 50μL Ce-CS分散液（ 0.5mg/mL 和 100μL TMB溶液（ 1mmol/L ），總體積為 2mL ，混合均勻，于室溫下反應 10min 后，采用UV-Vis分光光度計檢測反應體系在 652nm 處的吸光度。

1.2.3Ce-CS的催化反應動力學分析

按照1.2.2節的方法，將不同濃度的TMB加入到反應體系中，測定反應體系在 652nm 處的吸光度，由朗伯-比爾定律得到反應的初始速度，根據Michaelis-Menten方程進行擬合，采用Lineweaver-Burk作圖

法（即雙倒數作圖法）作圖并計算動力學參數。

其中， Φ_ν 為初始反應速度， K_m 為米氏常數， u_max 為最大反應速度，S為底物濃度。

1.2.4 比色法檢測APAP的實驗流程

在 1.75mLHAC-NaAC 緩沖液（ 50mmol/L ， pH=4.0 ）中加入 50μL Ce-CS分散液（ [1mg/mL 和 100μL 不同濃度的APAP溶液，室溫下孵育 ^1h 。然后，加人 100μL 底物TMB（ 1mmol/L ，總體積為 2mL ，混合均勻，在室溫下反應 10min ，測定反應體系在 500～800nm 范圍內的吸收光譜。

1.2. 5 實際樣品處理

取市售的對乙酰氨酚口服液（APAP口服液），用超純水稀釋至適當濃度后，待測。取適量嘉興大學校園內的河水，過濾后，待測。

2 結果與討論

2.1Ce-CS的合成與表征

通過掃描電鏡對CAN、CS和Ce-CS的形貌進行了表征。CAN表面凹凸不平（圖2A），CS表面存在不均勻塊狀（圖2B）；制備的Ce-CS呈現較規則的玫瑰花樣式（圖2C），與原始材料CAN和CS的微觀形貌明顯不同，說明Ce-CS的合成不是簡單的物理堆積反應。由放大的掃描電鏡圖（圖2D）可見，Ce-CS呈現尺寸小于 1μm 的孔洞結構。

Ce-CS的X射線衍射（XRD）圖譜見圖3A，Ce-CS在 18.85^° ！ 28.50^° ！ 33.03^° 、 34.38^° 和 46.43^° 處的衍射峰與其配體CS的標準卡片的峰位吻合。Ce-CS峰型表明其為無定形材料， Ce⁴⁺ 的存在影響CS的堆積模式。采用傅里葉變換紅外光譜（圖3B）對配體CS（曲線a）與Ce-CS（曲線b）中所含官能團進行分析。在1565和 1392cm^-1 處的兩個峰分別對應COO—的對稱和非對稱拉伸振動[27]， 535cm^-1 處的峰為Ce—O伸縮振動峰[28]，在 3000cm^-1 左右的O—H的特征峰強度減弱，說明O—H的含量減少， Ce⁴⁺ 與—C00—發生鍵合。XRD的表征結果進一步證明成功合成了Ce-CS。

點掃描分析圖譜（圖4A）顯示Ce-CS存在Ce、N、O、S和C元素。其中，N、O、S和C元素來源于配體CS，Ce元素來源于CAN。EDS面掃描元素分布圖（圖4D）顯示，各元素在Ce-CS材料中高度分散，且分布均勻。對Ce-CS材料的比表面積和孔結構進行分析，其氮氣吸-脫附等溫線（圖4B）屬于V型等溫線，同時得到Ce-CS的孔隙結構參數。由BJH計算得到孔徑分布情況，通過BET計算得到比表面積。結果顯示，Ce-CS的比表面積為 57.085m²/g ，平均孔徑為 16.305nm ，孔徑范圍在 20～50nm 的粒子的占比最大（圖4C），達到 38.6% 。BET測得的孔徑結果與SEM結果一致，均小于 1μm 。

通過X射線光電子能譜（XPS）確定Ce-CS的元素組成及價態。圖5A顯示Ce-CS中含有Ce、O、N、C和S元素，這與EDS和XRD測試結果一致。另外，在O1s譜圖（圖5B）中，在 534.2eV 處存在對應C-O鍵的峰，在 531.5eV 處存在對應 C=0 鍵的峰，在 529.1eV 處存在對應Ce-O的峰[29]，證明 Ce⁴⁺ 與—COO—之間發生了鍵合，與FT-IR表征結果一致。在Ce3d譜圖（圖5C）中，在916.4、906.7、900.5、898.2、888.3和 882.1eV 處出現 Ce⁴⁺ 的特征峰[28，30]，在903.6和 884.6eV 處出現 Ce³⁺ 的特征峰[30]，表明

Ce-CS中同時存在 Ce³⁺ 與 Ce⁴⁺ ，其中 Ce³⁺ 占 26.78% ，是合成過程中部分 Ce⁴⁺ 被還原而得。 Ce⁴⁺ 作為路易斯酸，—COO—作為路易斯堿，二者通過配位鍵結合形成 Ce-CS_? 0

2.2Ce-CS的類氧化酶活性研究

分別測定不同體系的紫外-可見吸收光譜，考察Ce-CS的類氧化酶活性和類過氧化物酶活性。如圖6所示，在TMB和Ce-CS共存的體系中（曲線e）， 652nm 處出現oxTMB的特征吸收峰且吸光度最大；在H₂O₂ 、TMB和Ce-CS共存的體系中（曲線 d ， 652nm 處的吸光度明顯小于曲線e，這可能是 H₂O₂ 阻礙電子轉移，抑制了TMB被氧化，致使吸光度減弱[31]；在 H₂O₂ 與TMB體系（曲線a）、Ce-CS體系（曲線b）和H₂O₂ -TMB體系（曲線c）中均未出現明顯吸收峰。上述結果證明，Ce-CS具有類氧化酶活性而不具有類過氧化物酶活性。

2.3Ce-CS材料合成條件的優化

Ce⁴⁺ 濃度是影響材料合成的主要因素。以催化反應產物oxTMB在 632nm 的特征吸收峰的強度A₆₃₂ 為考察指標，考察了 Ce⁴⁺ 濃度為30、40、50、60和 70mmol/L 時制備的Ce-CS的類氧化酶活性。如圖7所示，隨著 Ce⁴⁺ 濃度增大，體系吸光度先增大后減小。當 Ce⁴⁺ 濃度為 50mmol/L 時，吸光度達到最大，此時Ce-CS的催化活性最強。因此，本研究選擇 50mmol/L CAN溶液制備 Ce-CS_c

2.4Ce-CS的催化條件的優化

考察了反應條件對Ce-CS催化氧化TMB反應的影響。如圖8A所示，在室溫 （25‰ ）下，Ce-CS的催化活性最強。由圖8B可見， pH=4.0 時，Ce-CS的催化活性最強。如圖8C所示，當Ce-CS濃度達到1mg/mL 后，反應達到平衡，繼續增大Ce-CS濃度， A₆₃₂ 不再增加。如圖8D所示，隨著反應時間延長， A₆₃₂

逐漸增大，在 10min 后趨于穩定。因此，本研究的最佳催化反應條件為：反應溫度 25^°C （室溫）， pH= 4.0，Ce-CS濃度為 1mg/mL ，反應時間 10min 。

2.5Ce-CS的類氧化酶活性機理分析

為了探究Ce-CS 的類氧化酶催化機理，以硫脲（TU）[32]、色氨酸（Try）[3]和對苯醌（PBQ）分別作為羥基自由基（·OH）、單線態氧 （¹O₂） 和超氧自由基 （?0₂^-） 的清除劑，將上述清除劑（ 100μL， 0.1mmol/L）分別加入到Ce-CS/TMB體系中，測定體系的 A₆₃₂ 值。如圖9A所示，只有在加入PBQ后，體系的 |A₆₃₂ 值明顯降低，表明體系中產生了 O₂^- 。

利用順磁共振譜驗證自由基的產生。如圖9B所示，混合了Ce-CS 和DMPO 的溶液出現了歸屬于·?0₂^- 的經典峰（曲線a），即有6個峰，峰1、2、4和6的峰強度幾乎等高，峰3和5的強度略低，但并未出現 ?0₂^- （曲線b）和 |¹O₂ （曲線c）的信號峰。此結果進一步證明在Ce-CS催化氧化過程中產生了 ?0₂^- 。

另外，為探究 Ce⁴⁺/Ce³⁺ 是否參與氧化還原反應，分析了反應后Ce-CS中Ce3d高分辨XPS譜圖（圖9C），在903.61和 885.46eV 處出現了 Ce³⁺ 的特征峰，在916.39、906.65、900.84、898.56、888.43和882.35eV 處出現了 Ce⁴⁺ 的特征峰， Ce³⁺ 占比為 39.73% 。與圖5C中Ce3d高分辨XPS譜圖相比， Ce³⁺ 的比例增大，表明部分 Ce⁴⁺ 被還原。

綜合上述實驗結果，并結合文獻[34]，推測Ce-CS的催化機理如下：Ce-CS具有多通道空隙結構，可以快速吸附溶液中的溶解氧 0₂ ， O₂ 分子被激活轉化成 ?0₂^- ， Ce⁴⁺ 被還原為 Ce³⁺ ，底物TMB被氧化成藍色氧化物oxTMB，導致反應體系呈現藍色。整個催化氧化過程可簡單表示如下：

Ce⁴⁺+O₂Ce³⁺+?O₂^-

TMB+?O₂^-H₂O+oxTMB

2.6Ce-CS納米酶催化反應動力學分析

進一步探究了Ce-CS的類氧化酶活性，以TMB為底物進行了穩態動力學研究。在最佳反應條件下，改變TMB濃度，記錄不同TMB濃度時體系的 A₆₅₂ 變化。由圖10A可知，在一定濃度范圍內，Ce-CS的催化反應遵循典型的Michaelis-Menten方程，得到動力學常數 K_m=0.024mmol/L 和 u_max=3.935×10^-8mol/（L?s） ，同時繪制雙倒數圖（圖10B）。 K_m 是反應速率為 1/2ν_max 時對應的底物濃度，反映酶對底物的親和力大小，K_m 值越低，表明酶與底物的親和力越強[35]。與其它類氧化酶相比（表1），Ce-CS的 K_m 值較小，表明其對底物親和力較高，催化性能好。與其它納米酶材料相比，Ce-CS具有易合成、成本低和環境友好等特點。

2.7 比色法檢測APAP

基于APAP對Ce-CS類氧化酶活性的抑制作用，以加人APAP和不加人APAP時體系的吸光度差值（ ΔA₆₅₂） 為檢測指標，采用比色法檢測APAP。如圖11A顯示，隨著APAP濃度增大，溶液顏色逐漸變淺，A₆₅₂ 減小， ΔA₆₅₂ 增大。在 50～2000μmol/L 濃度范圍內， ΔA₆₅₂ 與APAP濃度呈線性關系（圖11B），線性方程為 y=0.202x+0.1434 ，相關系數 R²=0.996 ，檢出限 ?S/N=3 為 0.1μmol/L 。與文獻報道的其它檢測方法相比（表2），本方法對APAP的檢出限相對較低。

考察了本方法的選擇性。在Ce-CS/TMB體系中分別加人 10mmol/L 的常見金屬離子（ ΔNa⁺ 、 Mg²⁺ K⁺ 和 Ca²⁺ ）、甘氨酸（Gly）、 L -組氨酸（L-His）、蔗糖（Sucrose）、葡萄糖（Gs）和 1mmol/L 的水楊酸和香草醛，結果如圖11C所示，干擾物對Ce-CS/TMB體系的 A₆₅₂ 沒有明顯影響，表明本方法檢測APAP具有良好的選擇性。

2.8 實際樣品分析

為評估本方法的實用性，分別對APAP口服液和河水樣品進行檢測。測得口服液樣品中APAP含量為 0.784mmol/L ；按照口服液說明書標注，折算APAP含量為 0.790mmol/L ，與說明書標注含量相近。在河水樣品中未檢出APAP。同時，分別進行了加標回收實驗，結果如表3所示，加標回收率為 98.0%～

102.0% ，RSD為 1.8%～4.6% ，表明本方法可準確測定實際樣品中APAP的含量，具有良好的實用性。

3 結論

本研究利用金屬離子與氨基酸的絡合作用成功合成了Ce-CS，合成方法簡單、成本低，合成路線綠色環保。Ce-CS具有良好的類氧化酶活性，酶催化動力學實驗表明Ce-CS 對底物TMB的親和力強、催化活性高。催化機理分析結果表明，Ce-CS具有多通道孔隙結構和較大的比表面積，可以快速吸附溶液中的溶解氧 0₂ O₂ 分子被激活轉化為·?0₂^- ！ Ce⁴⁺ 被還原為 Ce³⁺ 。利用APAP對Ce-CS類氧化酶活性的抑制作用，建立了比色法用于檢測APAP。本方法選擇性好、靈敏度高且簡單易行，將其用于口服液制劑和河水中APAP含量檢測，顯示出較好的適用性。具有類氧化酶活性的Ce-CS作為氧化酶替代物在藥物分析和環境監測領域顯示出良好的應用前景。

References

[1] YU FL， WU JW， ZHU H. Life Sci.，2019，23： 97-103. [2] NGOQ TUFA L T， TRAN V T，HOANG V，LE A. Colloid Polym. Sci.，2024， 302（9）： 1415-1422.

[3] DOU N，QU J. Anal. Bioanal. Chem.，2021， 413（3）： 813-820.

[4] ZHUT，RE LI Y，XU Y，DAI M， YE BC. Analyst， 2020，145（23）： 7609-7615.

[5] DAI H， GAO J， ， LI D， DUAN W， CUI Y. Chem. Eng. J. ，2021， 426： 131907.

[6] LIANG W，LIUL，LIY，REN H， ZHU T，XU Y，YE B.J. Electroanal. Chem.，2019，855： 113496. [7] CHEN JH，LINIH，SUN C K，YANGL，HSUEHTY，TING CT，TSAI TH. Biomed.Pharmacother.，2022，154：113613.

[8] ZENG Yan-Yan，WANG Yue-Ting，LIANG Zhi-Hui， JIAO Zhe，FAN Hong-Bo. Chin. J. Lumin.，2019，40（5）： 666-672. 曾燕艷，王玥婷，梁志輝，焦哲，范洪波.發光學報，2019，40（5）： 666-672.

[9] GAO Y， CHU T， ZHOU C， HUANG W， ZHENG Y. ACS Appl. Nano Mater. ， 2024， 7（12）： 14321-14330.

[10] GAO L， ZHUANG J， NIE L， ZHANG J， ZHANG Y， GU N， WANG T， FENG J， YANG D， PERRETT S， YAN X. Nat. Nanotechnol.，2007， 2（9）： 577-583.

[11] WEI H，WANG E. Chem. Soc. Rev.，2013， 42（14）： 6060-6093.

[12] XIA Zi-Wei， Yu-Qin， ZHENG Jing， ZHANG Min， YIN Xue-Bo. Chin. J. Anal. Chem.， 2023， 51（5）： 892-900. 夏紫薇，靳瑜琴，鄭靜，張敏，尹學博.分析化學，2023，51（5）：892-900.

[13] ZHOU Che ZHANG Yu DU Yan. Chin. J. Anal. Chem.，2021， 49（6）： 982-991. 周晨雨，房琦，張玉， 杜衍.分析化學，2021，49（6）：982-991.

[14] JIANG Y， ANG U Q J，LU S Y，HU L Y， XU M W，LIU Y S. Anal. Biochem. ，2019， 577： 82-88.

[15] LIUR， SH ENG K，REN C，LI J， YANG Z. Chin. Chem. Lett.，2024，35（11）： 109664.

[16] LIUR YANG Z，LI J. Anal. Chem.，2024， 96（38）： 15338-15346.

[17] SHI F， PENG X， ZENG J，YANG Z. Anal. Chem.，2023，95（39）：14516-14520.

[18] XIA Y， YANG Z. Anal. Chem.，2024， 96（3）：1345-1353.

[19] KONG X， ，FANG Y， XIAO Q. Sens. Actuators， B，2023，377： 133087.

[20] LIUJ，CA mun.，2021，57（67）： 8340-8343.

[21] LIUP，ZI UB，PANJ，NIUX. J.Hazard.Mater.，2022，423：127077.

[22] ROHANI I 020，10（59）： 35949-35956.

[23] WEI M， LU ， BAI L， CAO X， JIA J， WU H. Chin. J. Chem.， 2021， 39（7）： 1849-1854.

[24] DONG P，LI N， ZHAO H， CUI M， ZHANG C， HAN H， REN J. Chem. Res. Chin. Univ.，2019，35（4）： 592-597.

[25] SUN Yi-Ge， XU Chen，CAO Hong， GAO Yun-Ling， LI Cheng， ZHENG Lan-Lan. Chin. J. Nonferrous Met.，2024，34（1）： 314-328. 孫藝格，徐晨，曹紅，高云玲，李成，鄭蘭蘭.中國有色金屬學報，2024，34（1）：314-328.

[26] SUN De-Zhi， SONG Ming-Zhi， LI Da-Cheng， WANG Yi-Lei. Acta Chim. Sin.，2005， 63（6）： 538-544. 孫德志 宋明芝，李大成，王一蕾.化學學報，2005，63（6）： 538-544.

[27] ZHAO Z， LI Y， LUO Y， YANG J， JIA X， ZHANG D. Solid State Sci. ， 2024， 151： 107505.

[28] XIA Y， ZHOU J， LIU Y，LIU Y， HUANG K， YU H， JIANG X， XIONG X. Analyst， 2022， 147（23）： 5355-5362.

[29] FU M， XU F， YAN J， WANG C， FAN G， SONG G， CHAI B. Collids Surf.，A，2022， 641： 128610.

[30] XIONGY， ，ZHANG C，SHEN S， ZHAO S.Chem. Commun.，2015，51（22）： 4635-4638.

[31] GUO R， WANG Y， ， ZHENG F，LIU W， ZHANG D， WANG J. RSC Adv.，2016， 6（65）： 59939-59945.

[32] LIU Tian-Di， MA Xi Teng-Fei， WANG Jing， LIU Liang-Chao. Chin. J. Anal. Chem.，2024， 52（11）： 1697-1707. 劉天地，馬曉雨，李騰飛，王靜，劉亮超.分析化學，2024，52（11）：1697-1707.

[33] YANG Shuang，LIU Jue，LI Meng-Ru，CHE Yi，NIUNa，CHENLi-Gang. Chin.J. Anal. Chem.，2024，52（8）： 1103-1113. 楊雙，劉玨，李夢茹，車藝，牛娜，陳立鋼.分析化學，2024，52（8）：1103-1113.

[34] MEHTAD， SHARMA P， SINGHS. Colloids Surf.，B，2023， 231： 113531.

[35] ZHANG Xin， GAO Yan-Fang.Chin. J. Anal. Chem.，2022， 50（10）： 1491-1501. 張欣，高艷芳.分析化學，2022，50（10）：1491-1501.

[36] FEKE K， ALULA M T. Spectrochim. Acta， Part A， 2023， 294： 122539.

[37] YUAN C， YIN Y， RONG Y，LONG Y， ZHENG H. Talanta， 2024， 279： 126649.

[38] CHEN Y， XIA TANC ，ZHAO F， ZENG B. Biosens. Bioelectron.， 2022， 216： 114650.

[39] WU Y， JIAO I VANG H， YAN H， GU W， XUB Z，DUD，LIN Y，ZHU C.Smal，2019， 15（43）： 1903108.

[40] JAMES H， HONEYCHURCH KC.J. Chem.Educ.，2023，101（1）： 187-196.

[41] LY C T，PHAN C T， VUCN，LE HS，NGUYEN TT，TRAN D L，LE L A， VUTT. Adv.Nat.Sci.： Nanosci.Nanotechnol.， 2019， 10（1）： 015013.

Colorimetric Detection of Acetaminophen Based on Cerium-L-Cysteine Nanozyme

WANG Yan-Yan ^1，2 ， ZHENG Lan-Lan2， CAO Hong*2， ZOU Yang-Yang23， CHANG Jun-Min*1 1（College of Pharmacy， Xinjiang Medical University， Urumqi 83oo11， China） 2（College of Biological and Chemical Engineering， Jiaxing University， Jiaxing 3140o1， China） 3（College of Chemical Engineering， Zhejiang University of Technology， Hangzhou 310o14， China）

AbstractNanomaterials （Ce-CS） with oxidase-like properties were synthesized in one step using L -cystine （CS） and ammonium cerium nitrate （CAN） as raw materials for detection of acetaminophen （APAP）. The morphology， structure and elements composition of Ce-CS were characterized by scanning electron microscopy （SEM）， energy dispersive X-ray spectroscopy （EDS）， nitrogen adsorption specific surface area analysis （BET），X-ray diffraction （XRD）， nfrared spectroscopy （IR） and X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）.The Ce-CS with peroxidase-like activity could catalyze the oxidation of colorless 3，3'，5，5'-tetramethylbenzidine （TMB） into blue oxided TMB （oxTMB），which hadasignificant absorptionpeak at 652 nm.Under the optimalcatalytic conditions，i.e.，eaction temperature of 25°C （room temperature）， pH=4.0， Ce-CS concentration of 1 mg/mL， and reaction time of 10min the catalytic mechanismand kinetics ofCe-CS were studied.When APAP existed in the reaction system，it could inhibit the peroxidase-like activity of Ce-CS，reduced the absorbance at 652 nm （ A₆₅₂ ），and the absorbance difference at 652 nm ΔA_652， ）had a good linear relationship with concentration of APAP in the range of 50- （2 2000μmol/L C R²=0.996） ，with a detection limit S/N=3 of 0.1μmol/L . This method was applied to detection of APAP in oral liquid and river water samples， with recoveries of 98.0% -102.0%，demonstrating the potential of CeCS as an oxidase substitute in drug analysis and environmental monitoring.

Keywords Cerium- ?L -cysteine; Oxidase-like enzyme; Synthesis; Colorimetry; Acetaminophen

（Received 2025-01-21; accepted 2025-03-27） Supported bytheNational Natural ScienceFoundationof China（No.21266029）andthe Natural Science Foundationof Zhejiang Province， China （No. LY17B060011）.