牛奶等乳制品中的葡萄糖和过氧化氢（H?O?）含量是产品质量的关键指标。葡萄糖浓度可作为乳糖水解和微生物腐败的标志物（Frank & Hargreaves, 2003; Firestein et al., 2006），尽管添加H?O?因潜在的健康风险而被禁止，但在乳制品保存过程中仍是一个持续存在的问题（Yang et al., 2009）。传统的乳制品检测方法，如高效液相色谱（HPLC）和酶试剂盒（Chilbule et al., 2019; Filazi et al., 2012），通常需要集中式的实验室设施和受过培训的人员，这限制了它们在现场或野外应用中的适用性。近年来，随着越来越先进的比色检测技术的发展，非直观的物理信号可以被转化为可视信号用于监测（Han et al., 2022; Jin et al., 2024），并且传感方式也变得更加多样化（Siripongpreda et al., 2021; Umapathi et al., 2025）。其中，比色传感器在快速、便携式筛查方面显示出巨大潜力（Jernelv et al., 2019; Jin et al., 2023; Kottmann et al., 2016; Li et al., 2024; Pleitez et al., 2013），广泛应用于环境监测、农业监测和食品工业（Umapathi et al., 2026; Umapathi, Ghoreishian, et al., 2022; Umapathi, Rani, et al., 2022; Zhi et al., 2024）。然而，像葡萄糖氧化酶（GOx）这样的天然酶在实际条件下容易发生变性，例如在60°C的巴氏杀菌过程中或在酸性乳制品环境中（Saravanan et al., 2021; Tulla-Puche et al., 2013; Wu et al., 2021）。此外，传统的纳米酶通常检测范围有限（<12.5 mM葡萄糖），并且对复杂样品基质的耐受性较差（Xu et al., 2023）。
基于Cu的纳米酶由于其成本效益和内在的过氧化物酶（POD）样催化活性，成为生物传感应用的有希望的候选者（Ling et al., 2018; Maity et al., 2020; Yu et al., 2023）。在我们之前的研究中，开发了用于H?O?检测的Fe???S/Cu?(PO?)?纳米花；然而，该系统对葡萄糖的检测灵敏度较低，检测范围较窄（0.03–0.4 mM），反应动力学也相对较慢（约30分钟）（Zhou et al., 2025）。尽管将GOx与纳米酶结合的混合系统提高了稳定性（Fan et al., 2024; Hu et al., 2021; Li et al., 2019; Lin et al., 2021），但尚未成功解决在酸性和碱性条件下以及高温下同时实现超宽检测范围和保持性能的双重挑战。
Janus纳米材料由于其独特的结构，在生物成像和生物传感领域得到了广泛应用（He et al., 2022; Wu et al., 2010; Yi et al., 2016）。它们通过分隔反应性解决了这一问题：GOx和纳米酶域的空间分离（H?O?分解）防止了相互失活。利用这一特性，可以实现局部化的葡萄糖分解，其中一侧生成的过氧化氢可以高效地传输到另一侧并与POD活性结合。这种空间分离防止了过氧化氢的失活，从而提高了级联反应的效率（Chao et al., 2014; Wan et al., 2023; Ye & Carroll, 2010）。然而，在食品安全监测背景下，如何在保持酶活性的同时开发这种不对称结构仍有待探索。
在本研究中，我们采用一步不对称合成策略设计并制备了一种Janus结构的GOx-Fe/Cu纳米酶。使用谷胱甘肽作为模板剂，超声微环境的非均匀性导致了反应速率的不一致。在质量传递迅速的区域，Fe2?被Cu2?取代，与谷胱甘肽形成复合物。谷胱甘肽中的酰胺基和氨基提供了Cu?(PO?)?纳米花形成的活性位点。相比之下，质量传递较慢的区域保留了更多的Fe2?复合物。大分子GOx优先结合到具有更多结合位的Fe-GSH区域。随着GOx的积累，形成了广泛的立体障碍，进一步阻止了Cu2?与该区域活性位点的结合。最终形成了仅在一侧负载GOx的Janus结构。然后使用SEM和EDS对Janus GOx-Fe/Cu纳米粒子进行了表征，通过XPS分析确认了Janus结构的形成和GOx的成功负载。随后，我们比较了Fe/Cu纳米粒子与其他纳米酶在H?O?和葡萄糖检测方面的酶活性、检测范围、检测限和稳定性。此外，我们还成功制备了嵌入GOx-Fe/Cu纳米粒子的壳聚糖/琼脂糖水凝胶，并将其与智能手机集成，实现了准确的快速葡萄糖检测。最后，通过添加过氧化氢和葡萄糖的实验，通过回收率和相对标准偏差（RSD）确定，GOx-Fe/Cu纳米酶的比色方法能够准确高效地检测牛奶中的过氧化氢和葡萄糖，显示出在食品安全监测中的巨大应用潜力。
