理学院研究团队在纳米酶生物及环境传感领域取得新进展

2020-09-16 16:15:02作者:鲁志伟 审稿:张翅 来源:理学院 点击数:

  

近日,理学院“功能生物材料与分析新方法”课题组在纳米酶分析传感方面取得新进展,在环境科学领域国际权威期刊《Journal of Hazardous Materials》(中科院1区,TOP期刊,IF2019=9.038)在线发表了题为“Hollow MnFeO oxide derived from MOF@MOF with multiple enzyme-like activities for multifunction colorimetric assay of biomolecules and Hg2+”的研究论文,文章中文名字为《金属有机框架MOF@MOF衍生的具有多酶活性的中空MnFeO氧化物,用于多功能比色检测生物分子和汞(II)离子》,(https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123979)。

纳米酶是指具有类酶催化活性的功能纳米材料,过氧化物酶和氧化物酶是一种铁基模拟酶,可以催化过氧化氢,氧化酚类和胺类化合物,应用于环境催化、造纸、食品、生物合成等众多领域。然而,由于纳米酶的活性中心及催化过程非常复杂,仿生构建具有多酶活性的纳米酶一直是该领域的难点和挑战。

过氧化氢和半胱氨酸在生物体内因其异常的浓度水平会引起心脏病、神经退行等其它综合症。此外,过量的汞(II)离子也会对人体脑、神经和内分泌系统造成损害。受到过氧化物酶催化活性中心结构的启发,本文利用离子调制、巯基乙酸蚀刻并结合煅烧技术制备了一种中空MnFeO氧化物。并首次证明了可以通过调节pH值突显其中空MnFeO氧化物的内在氧化酶和过氧化物酶特性,提出了无酶多功能检测过氧化氢、半胱氨酸和汞(II)离子的比色传感新策略,构建了一种具有多酶活性的多功能比色生物传感器。为了更深入地探讨该纳米酶的催化性能与催化机理,我们深入开展了多酶活性的酶学性质、动力学、自由基分析、形貌及合成条件对活性的影响、同其它纳米酶的对比等方面的研究。该研究为后续的生物医学和环境监测领域奠定了一定的基础。

理学院生物资源化学硕士生党阳和代昌莲同学为论文的共同第一作者,理学院饶含兵教授为论文通讯作者,该研究得到了国家自然科学基金项目和我校“双支计划”团队的支持。

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