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我院首次报道全新三明治结构纳米酶
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发布时间：2021-11-29
近日，我院科研团队首次成功研发一种新型三明治结构的纳米酶，展现了过氧化物酶体的多种类似活性，并具有优异的生物传感催化性能。相关成果发表在国际顶级学术期刊《Biosensors & Bioelectronics》（IF：10.618；CiteScore：19.40）。
酒精进入体内后，“解毒”的重担主要由过氧化物酶体担当。不仅如此，过氧化物酶体普遍存在于真核生物各类细胞中，在体内减毒、调节氧浓度、脂肪酸及含氮物质代谢等多方面发挥着重要作用。因此，解密过氧化物酶体的价值一直令全球科学家关注。其中，探索人工过氧化物酶体在疾病诊治领域的应用价值颇具吸引力。
开发稳定性好、同时具有多元功能的人工过氧化物酶体是一项极具挑战的系统性创新。经过长时间探索，研究团队终于完成一种全新三明治结构的人工过氧化物酶体纳米酶的设计与合成：Pd 纳米颗粒功能化的氮掺杂多孔碳还原氧化石墨烯（PdNPs/N-PC-rGO）。由于其独特的三明治状结构，N 杂原子的掺入和协同效应在 PdNPs 和 N-PC-rGO 双支撑之间，表现出三重过氧化物酶体样活性，包括氧化酶（OXD）、过氧化物酶（POD） 和过氧化氢酶（CAT），使其成为人工过氧化物酶体的有前途的替代品勘探。此外，PdNPs/N-PC-rGO 显示出高电催化活性，可用于检测电化学活性物质还原型谷胱甘肽（GSH）。同时，其修饰电极的浓度范围很宽（70 nM~1500 μM），检测限非常低（9.8 nM；S/N = 3）。
因此，PdNPs/N-PC-rGO 在人工细胞器、生物传感、细胞保护、疾病诊断等领域是一种颇具应用前景的新型纳米酶。这项探索性成果不仅为人工过氧化物酶体提供了一种新的研究方案，同时拓展了纳米酶的应用领域。
本项工作青岛大学及附属医院为第一单位以及第一通讯单位。第一作者张婷婷博士毕业于吉林大学，目前为我院青年卓越人才，专注于新型纳米酶领域的前沿理论及技术研发应用；邢东明特聘教授为通讯作者。
肿瘤 POCT 诊断技术是我院邢东明研究团队的重要方向之一，新型纳米酶的探索性研究是其中非常具有潜力的前沿创新平台。相关工作得到青岛市高层次团队专项、国家自然科学基金、吉林省自然科学基金、山东省青年创新团队人才引进计划的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113686
