近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物傳感技術(shù)團(tuán)隊博士生韓磊等人發(fā)現(xiàn)金銀異質(zhì)納米棒在近中性pH條件下具有優(yōu)異的過氧化物酶催化特性，該納米酶有望應(yīng)用于生物傳感、環(huán)境科學(xué)、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。

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(hù)、化工催化領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用價值。然而天然酶存在諸如制備過程復(fù)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(qiáng)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(yīng)用。研究人員首先合成了不同組成的金銀異質(zhì)納米棒、金納米粉體顆粒和銀納米粉體顆粒。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(yīng)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)，而金納米粉體顆粒和銀納米粉體顆粒只在弱酸性(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。

圖1. 金銀異質(zhì)納米棒催化底物（過氧化氫和顯色指示劑ABTS）的紫外-可見光譜圖。(a) ABTS + H2O2 + Au@Ag NR；(b) ABTS + H2O2；(c) Au@Ag NR

圖2. 基于金銀異質(zhì)納米棒一鍋分析法檢測葡萄糖

上述研究由研究員劉愛驊主持完成，得到國家自然科學(xué)基金項目資助支持。

來源：青島生物能源與過程研究所