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長春應化所在單原子納米酶研究上獲重要進展
2019-05-07 | 编辑: | 【  

  可控合成具有天然酶性質的納米材料一直是生物材料領域研究熱點。自納米酶的概念提出以來,已有40余種納米酶被報道用于生物傳感、治療和環境保護等方面。然而,納米酶的低活性位點密度以及複雜的結構-晶面催化機理是納米酶技術發展所面臨的重大難題。 

  中國科學院长春应用化学研究所董绍俊研究团队发现了一类单原子纳米酶可作为新一代有前景的纳米酶。纳米材料负载的原子级分散且结构明确的金属活性位点显著增强了单原子纳米酶的催化活性和机理研究。该成果以“Single-atom nanozymes”爲題發表在近期《科學》子刊《科學·進展》(Science Advances)上。 

  他們報道了一種通過碳納米框架限域合成金屬單原子納米酶的方法。所合成的具有軸向五氮配位鐵活性中心(FeN5)的單原子納米酶具有最高的氧化酶活性,其催化速率常數是鉑的70倍以上。理論計算和實驗分析共同證明類酶活性位點和催化路徑是該單原子納米酶的高氧化酶活性來源。同時,實驗結果表明單原子納米酶彌補了傳統納米酶的缺陷,並且提出模擬天然酶活性中心是設計特異性單原子納米酶最有效的途徑。 

  以上工作得到國家自然科學基金和國家科技部基金的支持。

 

碳納米框架限域氮配位金屬活性位點模擬天然酶活性中心示意圖 

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  (電分析化學國家重點實驗室) 

 
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