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HORIBA依托應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)|人機(jī) Lett.:FluoroLog安3攝譜儀助力刷新石墨烯蛋白的酸性受限制

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放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2021-05-30  來源:儀器網(wǎng)  作者:Mr liao  瀏覽次數(shù):41
核心提示:在納米酶出現(xiàn)之前,納米材料一般被當(dāng)作一種生物惰性物質(zhì),但隨著納米研究的快速發(fā)展,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一些納米材料具有模擬生物酶催化活性的能力,這種材料稱之為納米酶。與天然酶或模擬酶相比,納米酶不僅具備催化功能,它還是一種性能獨(dú)特的多功能納米材料,比

在納米酶出現(xiàn)之前,納米材料一般被當(dāng)作一種生物惰性物質(zhì),但隨著納米研究的快速發(fā)展,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一些納米材料具有模擬生物酶催化活性的能力,這種材料稱之為納米酶。

與天然酶或模擬酶相比,納米酶不僅具備催化功能,它還是一種性能獨(dú)特的多功能納米材料,比表面積大且更易化學(xué)修飾,具備催化效率高、穩(wěn)定,能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;刂苽涞葍?yōu)點(diǎn),在醫(yī)學(xué)生物、化工、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣泛。

然而,如何保證納米酶在生理pH值下的活性是目前一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。雖然光敏氧化(不飽和雙鍵與單線態(tài)氧直接發(fā)生的氧化反應(yīng))由于綠色、高效而備受關(guān)注,但以單線態(tài)氧(1O2)為主要氧化物種的催化體系依然面臨相同的問題,主要是因?yàn)?O2壽命短(小于4μs),遷移距離受限,導(dǎo)致中性條件下TMB等底物難以被氧化。

近期,四川大學(xué)吳鵬教授團(tuán)隊(duì)和滑鐵盧大學(xué)劉玨文教授團(tuán)隊(duì)合作,發(fā)現(xiàn)Mn(II)作為光氧化的催化媒介,可以克服納米酶的pH限制,為利用納米酶體系研究生物分子在生理?xiàng)l件下的性質(zhì)提供新思路。

在實(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Mn(II)可以提高碳點(diǎn)(CDs)納米酶在中性pH下的光敏氧化作用。

該工作以碳點(diǎn)為對象,引入Mn(II)作為氧化中間體以增強(qiáng)其中性pH下的光催化性能。與其它常見金屬離子相比,Mn(II)增強(qiáng)C-dots光催化能力具有好的特異性。與其它納米酶相比,CDs/Mn2+在酸性和中性條件下均可保持很高的活性。該氧化中間體同樣適用于中性條件增強(qiáng)氧化其它底物,如ABTS,dopamine和Amplex red等。

研究人員利用FluorLog-3熒光光譜儀對單線態(tài)氧的近紅外磷光發(fā)射進(jìn)行表征后發(fā)現(xiàn):光照時(shí),CDs產(chǎn)生的1O2可被Mn2+有效猝滅,且配體(EDTA)的加入也能夠進(jìn)一步猝滅1O2,同時(shí),Mn2+對CDs熒光的影響并不大。

進(jìn)一步的光譜表征證明:在該過程中,Mn2+被氧化為具有強(qiáng)氧化活性的Mn3+,且配體(EDTA)可長時(shí)間穩(wěn)定Mn3+。Mn3+能夠在中性pH下氧化納米酶的底物TMB,因而成功將碳點(diǎn)納米酶工作的pH范圍拓展至中性。

四川大學(xué)吳鵬教授團(tuán)隊(duì)和滑鐵盧大學(xué)劉玨文教授團(tuán)隊(duì)合作的這項(xiàng)研究,其研究結(jié)果表明了:在中性pH條件下能夠開發(fā)更多的納米酶,并將之用于生物分析和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。


文章作者:Zhang, J.Y., Wu, P., Liu, J.W. et al.

題目&雜志:Manganese as a Catalytic Mediator for?Photo-oxidation and Breaking the pH Limitation of Nanozymes.?Nano Letters, 2019, 19, 3214-3220.

DOI:10.1021/acs.nanolett.9b00725



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關(guān)鍵詞: 納米 氧化 pH 催化 中性
 
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