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Small | 单原子结构的纳米酶及纸基生物传感器的应用

已有 840 次阅读 2019-11-8 14:08 |个人分类:热点研究|系统分类:科普集锦

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​近日,美国华盛顿州立大学林跃河、杜丹团队报道了一种新型单原子结构的纳米酶“碳纳米管(CNT)/FeNC”,并作为信号元件应用到一系列纸基生物传感器的构建中,成功实现了过氧化氢、葡萄糖和抗坏血酸的灵敏检测。该成果是由程楠博士和李金成博士以共同第一作者合作完成,近期发表在Small上。

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纳米酶是指一类具有类酶活性的纳米材料,自问世以来就在杀菌、疾病诊疗、环境治理等诸多领域得到了良好的应用。在诸多报道中,以类过氧化物酶活性的铁基纳米酶的相关研究最为广泛。普遍认为该纳米酶中的铁会在过氧化氢存在时发生“芬顿反应”产生羟基自由基,因此这些铁被视为材料的类酶反应活性中心。但是传统铁基纳米酶中有大量本可以参与反应的铁被包裹在了颗粒里面,仅有存在有表面的铁能够会成为有效的类酶反应活性中心,使其类过氧化物酶活性未得到充分的发挥。为了进一步提高现有铁基纳米酶的类过氧化物酶活性,该团队以碳纳米管为基质,制备了镶嵌有单原子铁的“CNT/FeNC”类酶纳米材料,该材料中单个铁原子全都是表面原子,且与天然过氧化物酶中血红素活性中心具有高度的结构相似性,因而具备了最充分的类酶反应活性中心和更好的类过氧化物酶活性。经过一系列的结构表征、元素表征和性能测试,该团队验证了这个观点并将这种类过氧化物酶活性更好的单原子纳米酶“CNT/FeNC”作为信号元件应用到一系列纸基生物传感器的构建中,成功实现了过氧化氢、葡萄糖和抗坏血酸的灵敏检测,为未来生物传感器的构建提供了一种新型、高效的信号元件。


阅读原文了解更多:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201901485





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