纳米酶是一类具有类酶催化性能的纳米材料,是新一代人工酶,在生物医学领域颇具应用前景。自2007年首次发现四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒具有类过氧化物酶活性以来,铁基纳米酶在肿瘤催化治疗和抗菌等方面备受关注。然而,由于铁原子的利用率较低,纳米氧化铁的催化效率往往低于天然酶(如辣根过氧化物酶,HRP)。...
《自然—纳米技术》配发的评论文章认为:“阎锡蕴、柯沙和同事们首次发现氧化铁纳米颗粒具有类似过氧化物酶的催化活性,并提出了氧化铁纳米颗粒模拟酶的概念。这一发现不仅为惰性金属材料在纳米尺度具有催化活性的学说提供了新的论据,而且拓展了磁性纳米颗粒的应用。虽然如何在生物技术和医疗领域更好地利用纳米材料的催化活性还有待探索,但氧化铁纳米颗粒催化活性的发现,无疑将使人们对此产生更多的关注。”...
研究人员发现,在大于4纳米和小于4纳米颗粒上,几何效应和电子效应分别控制主导反应的性能,从而使催化反应的选择性和活性都随颗粒尺寸呈“火山型”变化趋势。在此基础上,通过“氧化物选择性包裹”4纳米颗粒的低配位原子,有效抑制了副反应的发生,获得了高比质量活性和高选择性的催化剂。 ...
受此研究启发,研究人员仿照天然过氧化物酶,利用金属有机框架(MOF)材料ZIF-8为前驱体,通过介孔硅保护策略,设计合成了一种含有Zn卟啉结构的高活性单原子纳米酶。经一系列试验证实,Zn卟啉结构中的单原子Zn是其类酶活性的关键。通过理论计算,揭示其活性结构为类Zn卟啉的不饱和Zn-N4结构,并且该单原子纳米酶是通过促进H2O2均裂产生羟基自由基来发挥类过氧化物酶活性。...
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