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、環境保護、化工催化領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、穩定性高、表面積大、催化活性強等優勢。但是，大多數仿過氧化物酶納米材料只在酸性條件下表現出活性，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團隊博士生韓磊等人發現金銀異質納米棒(Au@Ag NR)在近中性pH條件下具有優異的過氧化物酶催化特性，該成果在線發表于ACS Applied Materials & Interfaces。該納米酶有望應用于生物傳感、環境科學、工業催化，并為發展新一代仿酶催化系統提供新思路。

研究人員首先合成了不同組成的金銀異質納米棒、金納米顆粒和銀納米顆粒。研究發現納米材料的仿酶催化活性與納米結構、組成、表面性質、底物特性及反應的pH值有關。金銀異質納米棒在較寬的pH范圍(pH 4.0-6.5)內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。該金銀異質納米棒還具有成本低、穩定性高等優點。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。