青島能源所在仿酶納米材料研究中取得進展

文章來源：青島生物能源與過程研究所    發(fā)布時間：2015-07-03

過氧化物酶在制藥、臨床診斷、生物傳感、食品安全、遺傳育種、環(huán)境保護、化工催化領(lǐng)域具有廣泛應用價值。然而天然酶存在諸如制備過程復雜、穩(wěn)定性差等難題。作為過氧化物酶的替代物，仿酶納米材料(又稱納米酶)具有價廉、穩(wěn)定性高、表面積大、催化活性強等優(yōu)勢。但是，大多數(shù)仿過氧化物酶納米材料只在酸性條件下表現(xiàn)出活性，這就限制了它們的實際應用。

近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所生物傳感技術(shù)團隊博士生韓磊等人發(fā)現(xiàn)金銀異質(zhì)納米棒(Au@Ag NR)在近中性pH條件下具有優(yōu)異的過氧化物酶催化特性，該成果在線發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces。該納米酶有望應用于生物傳感、環(huán)境科學、工業(yè)催化，并為發(fā)展新一代仿酶催化系統(tǒng)提供新思路。

研究人員首先合成了不同組成的金銀異質(zhì)納米棒、金納米顆粒和銀納米顆粒。研究發(fā)現(xiàn)納米材料的仿酶催化活性與納米結(jié)構(gòu)、組成、表面性質(zhì)、底物特性及反應的pH值有關(guān)。金銀異質(zhì)納米棒在較寬的pH范圍(pH 4.0-6.5)內(nèi)具有顯著的催化活性(圖1)，而金納米顆粒和銀納米顆粒只在弱酸性(pH 3.5-4.5)條件下有活性。該金銀異質(zhì)納米棒還具有成本低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。由于該納米酶與葡萄糖氧化酶(GOx)有相似的最適pH值，他們開發(fā)了一種在近中性pH條件下檢測葡萄糖的顯色法(圖2)。該方法采用一鍋法(one-pot)策略，避免了傳統(tǒng)顯色分析法多步操作的弊端，使檢測更簡單、靈敏、可靠，成本更低廉。