納米酶是一類具有類酶催化活性的功能納米材料，相比于天然酶，納米酶制備簡便且穩(wěn)定性高。納米酶具有廣泛的應(yīng)用，比如，類過氧化物納米酶常被用于檢測生物小分子、蛋白質(zhì)以及細胞等目標。然而，類過氧化物納米酶的低催化活性抑制了其檢測性能。為了解決這一存在的問題，研究者們一直致力于設(shè)計與制備高活性的類過氧化物納米酶。
生命體中，細胞對酶等生物大分子的空間限域有效地提高了其催化效率。受此啟發(fā)，研究者提出了納米限域策略，指使用各種具有孔、腔和通道等的材料對納米催化劑抑或是分子催化劑進行限域從而實現(xiàn)對催化反應(yīng)的精細控制。
近日，來自南京大學與武漢大學的研究組合作報道了一種納米限域策略指導構(gòu)建的高活性的類過氧化物納米酶。通過將具有類過氧化物酶活性的細胞色素c(Cyt c) 限域于PCN-222(PCN=多孔配位網(wǎng)絡(luò))納米顆粒的孔道內(nèi)，得到了一種蛋白質(zhì)與金屬有機框架(MOF)雜化的類過氧化物納米酶，即Cyt c@PCN-222。
為了系統(tǒng)地研究MOF孔徑對Cyt c負載的影響，作者比較了細胞色素c在不同MOF納米粒子中的負載量和負載效率，包括UiO-66、MOF-808、PCN-224以及NU-1000。結(jié)果表明，PCN-222納米粒子具有最高的負載效率，這歸因于其具有最大的孔徑。同時，限域在PCN-222孔道中的Cyt c在存儲過程中基本不會釋放。 為了探究納米限域?qū)yt c活性的影響，作者采用了相同濃度的Cyt c進行活性測試。測試結(jié)果表明，Cyt c@PCN-222的活性顯著高于自由的Cyt c，且該活性提高適用于多種過氧化物酶底物。動力學結(jié)果表明，活性提高的原因是，限域顯著地提高了Cyt c對雙氧水的親和性，從而使得Cyt c的催化效率提升了數(shù)倍。 超聲波清洗機在實驗室中被廣泛用于分散膠體、溶解試劑、制造材料等。然而，超聲的使用可能會導致雙氧水的形成。于是，作者構(gòu)建了Cyt c@PCN-222 /Amplex Red的檢測方法，其對雙氧水具有很低的檢測限，即0.13 μM。檢測結(jié)果表明，超聲波清洗機的使用是會引起雙氧水的形成。并且，超聲探頭的使用也會導致雙氧水的形成，這為合理使用超聲儀器提供了參考與指導。 納米限域策略為設(shè)計與制備高活性納米酶提供了一個新的視角，可以進一步使得納米酶在分子傳感領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。 論文信息 Nanoconfinement-Guided Construction of Nanozymes for Determining H2O2 Produced by Sonication Tong Li, Yuting Wang, Wanling Liu, Houguo Fei, Prof.?Dr. Cunlan Guo, Prof.?Dr. Hui Wei Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202212438
