2019-05-03 09:13:02
纳米材料模仿天然酶具有优异的催化活性和检测乙酰胆碱的选择性

KAIST研究小组将氮和硼掺杂到石墨烯中以选择性地增加过氧化物酶样活性,并成功合成了具有低成本和优异催化活性的过氧化物酶模拟纳米酶。这些纳米材料可用于阿尔茨海默病的早期诊断。

酶是我们体内的主要催化剂,广泛用于生物测定。特别是,在过氧化氢存在下氧化透明比色底物成为有色产物的过氧化物酶是比色生物测定中最常用的酶。

然而,由蛋白质组成的天然酶对温度和pH不稳定,难以合成且成本高。另一方面,纳米酶不是由蛋白质组成,这意味着酶的缺点可以通过它们的稳健性和高生产率来克服。相反,大多数纳米酶没有选择性;例如,过氧化物酶 - 模拟纳米酶表现出氧化酶样活性,其在不存在过氧化氢的情况下氧化比色底物,这使它们远离精确检测目标物质,例如过氧化氢。

来自化学与生物分子工程系的Jinwoo Lee教授和他的团队合成了一种过氧化物酶模拟纳米酶,它具有优异的催化活性和对过氧化氢的选择性。将氮和硼共掺杂到具有可忽略的过氧化物酶活性的石墨烯中,选择性地增加过氧化物酶样活性而没有氧化酶样活性以精确模拟天然过氧化物酶,并且已经成为替代过氧化物酶的有力候选者。

实验结果也用计算化学验证。氮和硼共掺杂石墨烯也应用于乙酰胆碱的比色检测,乙酰胆碱是一种重要的神经递质,并且成功地检测到乙酰胆碱甚至优于天然过氧化物酶。

Lee教授说:“我们开始研究纳米酶,因为它们有可能替代现有的酶。通过这项研究,我们已经获得核心技术来合成具有高酶活性和选择性的纳米酶。我们相信它们可以用于有效检测乙酰胆碱可快速诊断阿尔茨海默病。

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