基于金属有机框架的纳米酶及其在生物分析中的应用

纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料,在分析化学和疾病诊疗领域具有良好的发展潜力。金属有机框架（MOFs）材料是由金属节点和有机配体形成的多孔晶体材料,其结构与天然酶有一定的相似性。目前,研究者已经开发了多种基于MOFs的纳米酶,包括具有类过氧化物酶、类氧化酶、类超氧化物歧化酶和类水解酶活性的纳米酶等,并显示出广阔的应用前景。本文根据材料的结构特点,将基于MOFs的纳米酶分为原始MOFs、化学修饰MOFs、MOFs复合材料和MOFs衍生物4类,介绍了这4类纳米酶制备的基本原理与最新研究进展。在此基础上,根据比色传感、荧光传感和电化学传感等分析策略,综述了MOFs基纳米酶在生物分析方面的研究和应用进展,讨论了其在实际应用中所面临的挑战和未来的发展趋势。     

稀土铈基人工模拟酶调控细胞命运的研究进展

稀土金属尤其是铈的配合物和氧化物纳米粒子因其优异的催化性能而在生物医学领域得到广泛应用。大量的研究证明了基于铈配合物和氧化物纳米粒子的人工模拟酶具有磷酸酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、氧化酶等酶的活性。近年来,这类人工模拟酶在细胞命运调控领域的应用受到了广泛关注。设计和构建基于铈模拟酶的平台来指导细胞行为可以克服天然酶的固有局限性,提高对细胞命运调控的效果,有效地控制了细胞的黏附、增殖以及分化等行为。     

吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定土壤和沉积物中丙烯腈和丙烯醛的含量北大核心CSCD

丙烯腈是一种常用的化工原料,被用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶和其他合成树脂等,其易挥发、有腐蚀性,在体内可分解出氰化氢,抑制呼吸酶,对人体呼吸中枢有直接麻醉作用^([1])。丙烯醛常温下为淡黄色液体,常用于饲料添加剂、高分子改性剂及杀菌剂等的合成,具有高毒性、强刺激性,易对人视网膜造成不可逆的损伤^([2-5])。     

水果及环境水样中苯醚甲环唑的高灵敏免疫分析方法研究

采用辣根过氧化物酶(HRP)催化氧化四甲基联苯胺(TMB)显色为信号输出系统,结合间接竞争反应模式建立了水果及环境水样中苯醚甲环唑的间接竞争酶联免疫分析方法(ic ELISA)。基于高特异性单克隆抗体,通过逐步优化策略,确定最佳免疫分析条件为：包被原与抗体质量浓度组合为62.5 ng/mL和0.318μg/mL,一抗竞争反应缓冲溶液为含0.05%Tween-20的0.01 mol/L磷酸盐缓冲液(PBST,pH 7.4),一抗竞争反应时间为20 min,酶标二抗稀释液为0.01 mol/L磷酸盐缓冲液(PBS,pH 7.4),酶标二抗反应时间为30 min。在该条件下,苯醚甲环唑的线性检测范围(IC₂₀～IC₈₀)为0.49～3.90 ng/mL,半数抑制浓度(IC₅₀)为1.38 ng/mL,检出限(LOD)为0.33 ng/mL。在柑橘、葡萄、香蕉、草莓田水、湖水和河水样品中的平均加标回收率为72.3%～132%,相对标准偏差(RSD)不大于13%,对10种结构和功能类似物的交叉反应率(CR)均小于0.2%。该方法准...     

纳米酶

纳米酶(Nanozymes)是由我国科学家首次提出的新概念,它是一类具有生物催化功能的纳米材料,能够基于特定的纳米结构催化天然酶的底物并作为酶的代替品。自2007年首次报道以来,全球已有来自于55个国家的420多个研究机构证实了纳米酶的普遍规律。纳米酶的发现第一次揭示纳米材料蕴含一种独特的纳米效应——类酶催化效应。纳米酶作为一种新材料,既有纳米材料本身的理化性质,又有类似酶的催化功能,兼具天然酶与人工酶的优势于一身。其中,纳米结构不仅赋予纳米酶高效催化功能,而且使纳米酶比天然酶稳定,易于规模化生产。另外,纳米酶独特的多酶活性将为设计廉价、稳定、各种各样全新的催化级联反应提供功能分子。纳米酶是多学科交叉融合的典范,2022年被IUPAC评为十大化学新兴技术。在全球从事化学、酶学、材料学、生物学、医学、理论计算等多领域科学家的共同推进下,如今纳米酶已经成为新的研究热点。我国科学家在这一新兴领域一直发挥着引领作用,解析了纳米酶的构-效关系,将其催化活性提高了约1万倍,实现了超越天然酶的理性设计,创造了全球首个纳米酶产品,出版了纳米酶学英文专著,发布纳米酶术语及中国/国际标准化。更可喜的是,纳...     

超高压均质技术在鲜榨果蔬汁加工中应用的研究进展北大核心CSCD

鲜榨果蔬汁富含维生素C、酚类等活性物质。超高压均质技术是基于传统均质技术发展起来的一种非热加工技术,压力最高可达400MPa,能在常温或较低温度下达到杀菌、钝酶等效果。将超高压均质技术应用于鲜榨果蔬汁的加工,可最大限度地保留鲜榨果蔬汁的原有品质。综述了超高压均质处理对鲜榨果蔬汁中微生物、酶及品质影响的研究进展,讨论了超高压均质技术在鲜榨果蔬汁加工中的应用前景。     

基于DNA银铂双金属纳米簇的电化学传感器用于Hg~(2+)的检测

以DNA为模板,通过一步法合成了一种银铂双金属纳米簇(DNA-Ag/Pt NCs),其粒径为2~4 nm,并表现出较强的过氧化物模拟酶活性,能催化H2O2氧化TMB使溶液变蓝色。基于此特性,结合Hg2+可与胸腺嘧啶碱基形成T-Hg2+-T结构,设计研制了一种非标记的电化学传感器,用于Hg2+的灵敏特异性检测。实验结果表明,在最佳条件下,该传感器的检测范围为0.65~3.5 nmol/L,检出限达0.17 nmol/L,能较好地识别Hg2+。该传感器有望用于实际水样中痕量汞的检测。     

滴滴涕单克隆抗体的制备及其评价

以滴滴涕(DDT)的特征部分为基础设计并合成了半抗原4-{4-[2,2,2-三氯-1-(4-氯-苯基)-乙基]-苯基}-丁酸(DDT-H1)、4-[4-(2,2,2-三氯-1-对甲苯基-乙基)-苯基]-丁酸(DDT-H2),并采用活泼酯法制备免疫原DDT-H1-BSA,以及混合酸酐法制备包被原DDT-H1-OVA、DDT-H2-OVA;用DDT-H1-BSA对小鼠进行免疫,通过细胞融合、筛选、克隆等步骤得到1株能稳定分泌DDT农药抗体的单克隆细胞株。细胞株经扩大培养后,注射小鼠体内产生腹水,并将其用辛酸-硫酸铵和protein A柱子纯化出单克隆抗体。其分泌的单克隆抗体免疫球蛋白亚类为Ig G1,单抗腹水的效价为1.68×105,亲和力Ka为5.238×1011L·mol-1,与其它几种代谢物有一定的交叉反应。在此基础上,利用获得的单抗研究建立DDT的间接竞争酶联免疫吸附检测法(ic ELISA)。结果表明,所建立的间接竞争ELISA方法的线性范围(IC20~IC80)为6.6~521.8 ng/m L,可用于检测农副产品、环境中残留的DDT及其代谢物。     

微波辅助法制备氢氧化镍-石墨烯纳米复合结构及在葡萄糖检测中的应用

采用微波辅助合成法制备了氢氧化镍-石墨烯[Ni(OH)_2-graphene]纳米复合结构,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电子能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)及电化学阻抗谱(EIS)对其结构和性质进行了表征.电化学实验结果表明,与单独的Ni(OH)_2相比,Ni(OH)_2-graphene纳米复合结构对葡萄糖氧化反应表现出更高的电催化活性;同时,据此构建的无酶葡萄糖传感器具有良好的性能,检测线性范围为10μmol/L~7.5 mmol/L,灵敏度为174.7μA·cm~(-2)·mmol·L~(-1),检出限为2.0μmol/L(S/N=3),且该传感器具有良好的稳定性和选择性,可用于实际样品检测.     

石墨烯量子点-银纳米颗粒复合物用于过氧化氢和葡萄糖比色检测

以石墨烯量子点(GQDs)为还原剂和稳定剂,在其表面原位生长银纳米粒子(AgNPs),制备了具有良好分散性的GQDs/AgNPs纳米复合物,其粒径小于30 nm.GQDs/AgNPs纳米复合物具有类过氧化物酶的催化活性,能有效催化H2O2氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)并发生显色反应.稳态动力学分析表明,GQDs/AgNPs催化动力学遵循典型的Michaelis-Menten模型,其催化机理符合乒乓机制.与辣根过氧化物酶(HRP)相比,GQDs/AgNPs纳米复合物具有更强的亲和性.基于GQDs/AgNPs的催化活性和葡萄糖氧化产生H2O2的原理,建立了H2O2和葡萄糖的比色检测方法,检出限分别为0.18和1.6 μmol/L.将本方法应用于血浆中葡萄糖的检测分析,结果与标准方法相符.