Abstract A colorimetric chemosensor for hydrogen peroxide (H2O2) and biosensor for cholesterol are developed in this work following a ‘label-free and reagentless’ concept. In this strategy, silver nanoparticles (AgNPs) are used as a bifunctional probe, namely, a chemical capture probe for H2O2 recognition and a signal probe for displaying detection results. The working principle of these colorimetric sensors is based on the redox reaction between AgNPs and H2O2. This reaction converts AgNPs into Ag+ ions, which can induce a visible color change from yellow to pinkish or colorless depending on amount of H2O2 Therefore, H2O2 concentration can be measured. The developed colorimetric H2O2 chemosensor exhibits a highly selective and sensitive property towards H2O2 with a limit of detection (LOD) of 3.5 μM. Subsequently, a colorimetric biosensor is developed for cholesterol detection by combining AgNPs and cholesterol oxidase (ChOx) enzyme. Here, ChOx oxidizes cholesterol into cholest-4-en-3-one and H2O2. Then, the detected as-generated H2O2 concentration reflects the cholesterol level in the sample. This cholesterol biosensor exhibits high selectivity and sensitivity for cholesterol detection with an LOD of 40 μM. The developed sensor is successfully applied to the detection of cholesterol levels in serum samples. Our results show that the AgNP–based colorimetric method is cost-effective, sensitive and selective. It has potential applications in H2O2 and cholesterol detection and in clinical and medical diagnoses.

中文翻译：

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银纳米颗粒作为无标记和无试剂比色过氧化氢化学传感器和胆固醇生物传感器的双功能探针

摘要 在这项工作中，遵循“无标记和无试剂”的概念开发了一种用于过氧化氢 (H2O2) 的比色化学传感器和用于胆固醇的生物传感器。在该策略中，银纳米粒子 (AgNPs) 用作双功能探针，即用于 H2O2 识别的化学捕获探针和用于显示检测结果的信号探针。这些比色传感器的工作原理基于 AgNPs 和 H2O2 之间的氧化还原反应。该反应将 AgNPs 转化为 Ag+ 离子，根据 H2O2 的量，可以引起从黄色到粉红色或无色的可见颜色变化，因此可以测量 H2O2 浓度。开发的比色 H2O2 化学传感器对 H2O2 具有高度选择性和敏感性，检测限 (LOD) 为 3.5 μM。随后，通过将 AgNPs 和胆固醇氧化酶 (ChOx) 结合起来，开发了一种用于胆固醇检测的比色生物传感器。在这里，ChOx 将胆固醇氧化成 cholest-4-en-3-one 和 H2O2。然后，检测到的生成的 H2O2 浓度反映了样品中的胆固醇水平。这种胆固醇生物传感器对胆固醇检测具有高选择性和灵敏度，LOD 为 40 μM。开发的传感器成功应用于血清样品中胆固醇水平的检测。我们的结果表明，基于 AgNP 的比色法具有成本效益、灵敏性和选择性。它在 H2O2 和胆固醇检测以及临床和医学诊断方面具有潜在应用。ChOx 将胆固醇氧化成 cholest-4-en-3-one 和 H2O2。然后，检测到的生成的 H2O2 浓度反映了样品中的胆固醇水平。这种胆固醇生物传感器对胆固醇检测具有高选择性和灵敏度，LOD 为 40 μM。开发的传感器成功应用于血清样品中胆固醇水平的检测。我们的结果表明，基于 AgNP 的比色法具有成本效益、灵敏性和选择性。它在 H2O2 和胆固醇检测以及临床和医学诊断方面具有潜在应用。ChOx 将胆固醇氧化成 cholest-4-en-3-one 和 H2O2。然后，检测到的生成的 H2O2 浓度反映了样品中的胆固醇水平。这种胆固醇生物传感器对胆固醇检测具有高选择性和灵敏度，LOD 为 40 μM。开发的传感器成功应用于血清样品中胆固醇水平的检测。我们的结果表明，基于 AgNP 的比色法具有成本效益、灵敏性和选择性。它在 H2O2 和胆固醇检测以及临床和医学诊断方面具有潜在应用。开发的传感器成功应用于血清样品中胆固醇水平的检测。我们的结果表明，基于 AgNP 的比色法具有成本效益、灵敏性和选择性。它在 H2O2 和胆固醇检测以及临床和医学诊断方面具有潜在应用。开发的传感器成功应用于血清样品中胆固醇水平的检测。我们的结果表明，基于 AgNP 的比色法具有成本效益、灵敏性和选择性。它在 H2O2 和胆固醇检测以及临床和医学诊断方面具有潜在应用。