北理工團(tuán)隊(duì)在熱激活納米酶構(gòu)建及生物檢測(cè)取得重要研究進(jìn)展
發(fā)布日期：2023-04-27 供稿：生命學(xué)院 攝影：生命學(xué)院
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近日，北京理工大學(xué)生命學(xué)院綠色生物制造團(tuán)隊(duì)在基于納米酶構(gòu)建生物小分子檢測(cè)系統(tǒng)方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“Fabrication of Adjustable Au/Carbon Hybrid Nanozymes with Photothermally Enhanced Peroxidase Activity and Ultra-sensitivity for Glutathione Detection”為題發(fā)表在TOP期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上,，北京理工大學(xué)生命學(xué)院博士生陳欣妍為第一作者,，孫劍教授為通訊作者,，北京理工大學(xué)生命學(xué)院為第一通訊單位,。
天然酶在實(shí)際應(yīng)用中存在許多局限性，如使用成本高,，穩(wěn)定性低,，回收和再利用困難等。針對(duì)上述問(wèn)題,，綠色生物制造團(tuán)隊(duì)前期分別在固定化酶和納米酶等方面進(jìn)行了探索,，相關(guān)技術(shù)可應(yīng)用于谷胱甘肽、腎上腺素等生物分子檢測(cè)及不同酚類物質(zhì)的催化降解,。例如，1）采用磁性納米材料或聚合離子液體為載體共價(jià)固定漆酶,，提高酶穩(wěn)定性和催化性能,，應(yīng)用于水中酚類污染物的去除和木質(zhì)素降解（Chinese Journal of Chemical Engineering, 2020, 28, 2152; Molecules, 2023, 28, 2569）；2）基于離子液體微環(huán)境調(diào)控,，制備了一種基于牛血清白蛋白（BSA）和硫酸銅（CuSO4）自組裝的新型小尺寸模擬納米酶,，構(gòu)建了比天然漆酶更加靈敏的腎上腺素檢測(cè)系統(tǒng)（Journal of Molecular Liquids, 2022, 368, 120197）；3）模擬天然漆酶活性位點(diǎn)結(jié)構(gòu),，以N-甲基咪唑?yàn)榕潴w,，通過(guò)簡(jiǎn)便自主裝策略合成了Cu-MIM漆酶納米酶，構(gòu)建了一種通過(guò)智能手機(jī)靈敏檢測(cè)苯酚濃度的方法（Molecules,2022, 27, 4712）,。
在提高納米酶的功能和檢測(cè)靈敏性方面,，團(tuán)隊(duì)探索了將金納米材料與碳材料進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,，以克服納米金顆粒固有的分散性和熱穩(wěn)定性差等缺陷。采用在空心碳納米球（HCNs）上原位還原氯金酸的方法,，調(diào)節(jié)和優(yōu)化制備工藝,，獲得了一系列具有高度分散金納米粒子的芝麻球狀CAu（sCAu）和異形的CAu（dCAu）（圖1）納米酶。系統(tǒng)地研究了負(fù)載金納米粒子的數(shù)量和形態(tài),，吸收光譜和CAu納米酶的親疏水性對(duì)催化活性的影響,。由于熱激活特性，在近紅外激光照射下,，該納米酶可實(shí)現(xiàn)光熱促進(jìn)的過(guò)氧化物酶樣活性,。基于高效類過(guò)氧化物酶活性的sCAu0.3納米酶,，構(gòu)建了谷胱甘肽比色檢測(cè)系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了人體血液樣本中谷胱甘肽的靈敏檢測(cè)。該工作為CAu納米酶的設(shè)計(jì)和功能調(diào)控提供了研究思路和方案,，使得納米酶能夠更好的應(yīng)用于生物分子檢測(cè)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,。
圖1.芝麻球狀（sCAu）和異形（dCAu）納米酶及比色法檢測(cè)谷胱甘肽原理示意圖
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c02420
附團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：
綠色生物制造團(tuán)隊(duì)圍繞國(guó)家“雙碳”和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求，注重化學(xué),、生物,、化工、材料等多學(xué)科交叉融合,，開(kāi)展功能化離子液體基礎(chǔ)及應(yīng)用研究,，具體方向包括功能化離子液體設(shè)計(jì)及微環(huán)境作用，生物基化學(xué)品和材料合成,，光,、電、熱,、生物等過(guò)程耦合,，以及仿生功能器件構(gòu)建等。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有骨干教師3人,，負(fù)責(zé)人為孫劍教授,，北京理工大學(xué)特立青年學(xué)者，中國(guó)纖維素行業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)委員會(huì)副主任,，中國(guó)化工學(xué)會(huì)離子液體專委會(huì)委員,、精細(xì)化工專委會(huì)委員，中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)醫(yī)藥生物用膜技術(shù)委員會(huì)委員,，Green Energy Resour. 編委,，Energy Environ. Mater., Chinese J. Chem. Eng., Green Chem. Eng.等青年編委，長(zhǎng)期從事基于離子液體的綠色過(guò)程研究,。團(tuán)隊(duì)成員閻繼鵬副教授,，長(zhǎng)期從事生物質(zhì)的高效綠色轉(zhuǎn)化,，生物基材料及化學(xué)品的開(kāi)發(fā)與利用，曾多次榮獲美國(guó)勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng),；團(tuán)隊(duì)成員趙偉東助理教授,，長(zhǎng)期從事新型生物傳感器的研究，開(kāi)發(fā)了多種新型SERS基底,，實(shí)現(xiàn)了SERS基底的規(guī)?；蛨D案化制備。
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