在苯丙氨酸衍生的表面活性剂存在下，可简便合成手性碳掺杂的氧化铈纳米粒子组装体，并利用这些纳米粒子实现对葡萄糖的非酶电催化作用

《Results in Chemistry》：Facile synthesis of chiral C-doped cerium oxide nanoparticle assemblies in the presence of phenylalanine-derived surfactant and their non-enzymatic electrocatalysis of glucose

通过水热法利用氨基酸基表面活性剂（N-(2-羟基十二烷基)-L-苯丙氨酸）诱导合成具有 chirality 的 C-CeO? 纳米颗粒组装体，其电催化活性在葡萄糖氧化中表现出宽检测范围（0.60 μM–2.00 mM）和低检测限（1.359 μM）。组装体的 chirality 可通过调整表面活性剂浓度调控，并具备抗干扰能力和良好稳定性，为发展新型 chirality 电化学传感器奠定基础。

　　这项研究提出了一种新的方法，用于合成具有手性特性的碳掺杂二氧化铈（C-CeO?）纳米颗粒组装体，并探讨了其在生物分析、手性催化和手性传感器等领域的应用潜力。研究的核心在于通过使用一种基于氨基酸的表面活性剂——N-(2-羟基十二烷基)-L-苯丙氨酸，在水热条件下成功制备出具有手性特征的C-CeO?纳米颗粒组装体。这种手性特性来源于纳米颗粒的不对称几何结构，而这些结构是在水热过程中，由表面活性剂同步分解所引入的碳物种之间的连接所形成的。通过调整表面活性剂的浓度，可以有效地调控这些组装体的手性特征。

在实验中，研究人员发现，当使用特定浓度的表面活性剂时，所制备的C-CeO?纳米颗粒组装体表现出优异的手性特性。这些纳米颗粒不仅具有较高的比表面积，还表现出独特的孔结构，从而增强了其在电化学反应中的性能。特别是，当使用1.2 mmol/L的N-(2-羟基十二烷基)-L-苯丙氨酸时，所制备的C-CeO?纳米颗粒组装体在葡萄糖氧化反应中展现出显著的电催化活性。通过电流响应分析，研究人员确定了该电极对葡萄糖的检测范围为0.60 μM到2.00 mM，并且其检测下限达到了1.359 μM（信噪比S/N=3），这表明该电极在灵敏度和选择性方面具有优势。

为了进一步验证该纳米材料的手性特性，研究团队通过圆二色光谱（CD）分析了其手性行为。结果显示，当没有加入表面活性剂时，CeO?纳米颗粒没有表现出明显的CD信号，而在加入表面活性剂后，出现了明显的正向CD峰，说明手性确实来源于纳米颗粒的组装结构，而非表面活性剂本身。此外，通过X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射（XRD）等技术，研究人员进一步确认了C-CeO?纳米颗粒的化学组成和晶体结构，发现碳元素主要存在于纳米颗粒表面或其内部，且表面活性剂在水热过程中发生了同步分解，从而在纳米颗粒表面形成了稳定的碳骨架。

该研究还探讨了手性纳米材料在实际样品中的应用，特别是其在人血清样本中的葡萄糖检测性能。结果表明，该电极在实际样品中表现出良好的稳定性和抗干扰能力，能够准确检测葡萄糖浓度，同时不受其他干扰物质的影响。这一发现为开发新型的手性电化学传感器提供了重要的实验依据和理论支持。

此外，研究团队还对不同浓度的表面活性剂对纳米颗粒组装体形态和性能的影响进行了系统分析。他们发现，随着表面活性剂浓度的增加，纳米颗粒的聚集程度也有所变化，从而影响了其电化学活性。在表面活性剂浓度为1.2 mmol/L时，纳米颗粒表现出最佳的手性特性和电催化性能。这一结果表明，手性纳米材料的合成需要精确控制表面活性剂的浓度，以实现其在特定应用中的最佳表现。

研究中还比较了手性C-CeO?纳米颗粒与非手性CeO?纳米颗粒在葡萄糖检测中的性能差异。结果显示，手性C-CeO?纳米颗粒修饰的电极在检测葡萄糖时，不仅具有更高的灵敏度，还表现出更强的电催化活性。这可能是由于手性结构能够通过非共价相互作用（如氢键和疏水作用）与葡萄糖分子发生特异性识别，从而提高了检测的准确性和选择性。

为了进一步验证手性纳米材料的电化学性能，研究团队进行了多种电化学测试，包括循环伏安法（CV）和安培法（amperometry）。结果表明，手性C-CeO?纳米颗粒修饰的电极在0.40 V的电位下，能够产生明显的氧化电流，且电流响应随葡萄糖浓度的增加而增强。同时，该电极在不同浓度的葡萄糖检测中表现出良好的线性关系和重复性，说明其在实际应用中具有较高的可靠性和稳定性。

研究还指出，手性纳米材料在生物传感和催化领域的应用前景广阔。例如，手性C-CeO?纳米颗粒可以用于非酶促葡萄糖检测，这不仅提高了检测的灵敏度，还减少了对传统酶的依赖，从而降低了成本和提高了稳定性。此外，由于手性纳米材料能够模拟天然酶的活性，它们在手性催化和对映选择性分离等领域也具有重要的应用价值。

从整体来看，这项研究为设计和合成具有可控结构的手性无机纳米材料提供了新的思路。通过使用基于氨基酸的表面活性剂，研究人员成功地在水热条件下制备出了具有手性特征的C-CeO?纳米颗粒组装体，并验证了其在电化学检测中的优越性能。这种手性纳米材料不仅能够提高检测的灵敏度和选择性，还具有良好的稳定性和抗干扰能力，使其在实际应用中具有广泛的适用性。未来，进一步研究这些手性纳米材料的形成机制和调控方法，将有助于拓展其在生物传感、催化和材料科学等领域的应用。