Angew. Chem. 辅助因子促进纳米酶催化

概要

设计与金属辅因子主配位层相似的孤立金属位点，可使原子分散材料成为有前途的纳米酶。  然而，现有的大多数纳米酶主要侧重于复制特定的金属辅因子，而忽略了活性口袋内的其他辅助辅因子，导致电子传递（ET）效率降低，从而降低了催化性能。华中师范大学朱成周/北京大学郭少军报告了一种具有原子分散铁位点的金属有机框架 UiO-67 纳米酶，它包含多种量身定制的类酶纳米辅助因子，可协同驱动 ET 过程，从而增强过氧化物酶催化作用。其中，链节耦合的原子铁位点在底物活化中起着关键作用，而裸链节和氧化锆节点则促进了中间产物的 ET 效率。与单独的金属位点纳米因子相比，三种纳米因子的协同作用提高了 4.29 倍，有望用于毒死蜱的免疫检测。这一发现为通过在原子和分子尺度上协调各种纳米因子来设计高性能纳米酶开辟了新的途径。

要点1

图一、(b) UiO-67-Fe的HAADF-STEM图像和相应的Fe、Zr、C、N和o的元素映射(C) UiO-67-Fe、Fe箔、Fe酞菁、FeO和Fe2O3的归一化XANES和EXAFS光谱(e) Fe箔、UiO-67-Fe和Fe酞菁的小波变换EXAFS光谱(f) UiO-67-Fe的EXAFS光谱和R空间的拟合光谱。插图为优化后的UiO-67-Fe理论模型的局部视图

图二、(a) UiO-67- fe、UiO-67和Fe2+的过氧化物酶样活性动力学实验。(b) UiO-67- fe + H2O2的原位红外光谱，(c) UiO-67- fe + H2O2和UiO-67- fe + H2O2的EPR光谱，(d) UiO-67- fe异裂和均裂的类过氧化物酶活性能量谱，(e) *OH的差分电荷分布分析。黄色区域表示电子积累，蓝色区域表示电子消耗。(f) NCF-1的机制

图三、 (a) H2O2、H2O2+ UiO-67和H2O2+ UiO-67- fe的EPR光谱。(b) bpydc浓度对相对催化活性和•oh含量的影响。(c)不同溶剂存在下Fe2++ H2O2+ TMB的吸光度光谱。(d) UiO-67-Fe、UiO-67(10%)-Fe和UiO-67(20%)-Fe的过氧化物酶样活性动力学实验。(e) UiO-67-Fe + H2O2的原位红外光谱。(f) NCF-2的拟议机制

要点2

图四、(a) UiO-67-Fe在不同时间光活化后的过氧化物酶样活性动力学实验。(b) DMPO剂对H2O2+ UiO-67-Fe的原位辐射EPR谱图。(c) H2O2+ UiO-67和H2O2+ UiO-67- fe在辐照和不辐照下的原位EPR光谱。(d)光活化后UiO-67-Fe和UiO-67-Fe的原位辐射XPS光谱。(e) NCF-3/NCF-1异质结示意图。(f) NCF-3的拟议机制

图5、(a) UiO-67-Fe对过氧化物酶样活性的催化机理。(b) NCF-1、NCF-2、ncf -3的动力学参数及其协同效应。(c)毒死蜱ELISA和NLISA检测示意图。(d) ELISA、NLISA和NLISA + Light的线性曲线。(e)比较ELISA、NLISA和NLISA + Light的雷达图

参考文献

https://doi.org/10.1002/anie.202319108

转自：“NANO学术”微信公众号

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