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Nano Res.│山东科技大学主曦曦/刘青云课题组: Co₀.₅Ni₀.₅Fe₂O₄-MMT纳米酶的设计及比色传感检测乙酰胆碱

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背景介绍


取之自然,用之自然,是社会可持续发展的一条有效途径。蒙脱石是一类由硅氧四面体和铝氧八面体构成的层状硅酸盐矿物材料,由于其良好的生物相容性、层间阳离子可交换性、吸附性在许多领域有着广泛的应用,其良好的二维片层状结构也可作为优良的催化剂载体,且其层间域可以作为良好的催化场所。纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能,又有催化功能的模拟酶。相比天然酶,纳米酶具有催化效率高、稳定、经济和规模化制备的特点,它在医学、化工、食品、农业和环境等领域得到广泛应用。


成果简介


文中报道了Co0.5Ni0.5Fe2O4纳米粒子对蒙脱石表面以及层间进行可控纳米化修饰制备二维材料,通过透射电镜、扫描电镜、X-射线衍射、X-射线光电子能谱、同步辐射等技术进行表征,发现Co0.5Ni0.5Fe2O4纳米粒子成功在其表面及其层间进行生长,蒙脱石层间距变大,证明了Co0.5Ni0.5Fe2O4-MMT的成功合成。研究发现,Co0.5Ni0.5Fe2O4-MMT具有固有的过氧化物模拟酶催化性能,以及良好的生物相容性,能够代替辣根过氧化物酶催化H2O2氧化TMB的反应,我们以此构建了H2O2的比色传感平台,由于乙酰胆碱在乙酰胆碱酯酶和胆碱氧化酶的催化下可以分解产生过氧化氢,我们又构建了乙酰胆碱的级联催化检测平台,实现了可视化检测。


图文导读


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图1 (a)材料合成机理图;(b)SEM图;(c)TEM图;(d)HRTEM图;(e)EDS-mapping图;(f-h)XPS谱图。


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图2 材料同步辐射表征结果。


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图3 (a-d)流式细胞仪表征结果;(e)细胞毒性实验结果;(f)材料过氧化物模拟酶性能研究。


作者简介


主曦曦,教授,硕士生导师,山东科技大学化工学院副院长,山东省“纳米酶生物医药创新团队”负责人,山东科技大学“菁英计划”A类人才入选者,主要研究领域为天然矿物材料的纳米化修饰,纳米酶的设计合成,及在生物学方向的应用。主持国家自然科学基金、省自然科学基金等项目10余项,共发表学术论文30余篇,其中高被引4篇,热点论文1篇。

陈文星,副研究员,主要从事单原子催化剂的原子级可控合成与能源催化方面的研究,以及应用X-射线谱学方法(XANES、EXAFS)从原子尺度上研究催化剂的局域结构,并运用基于同步辐射大科学装置的原位测试技术对相关反应机理进行探索。相关成果已发表SCI论文170余篇,其中以通讯作者/第一作者(含共同)在Nat. Catal. (1), Nat. Commun. (4), Angew. Chem. Int. Ed. (4), J. Am. Chem. Soc. (5), Adv. Mater. (5), Energy Environ. Sci. (3) 等期刊发表论文50余篇,H指数70,论文总引用18000余次;入选科睿唯安2020年和2021年全球“高被引科学家”榜单(化学领域)。担任Nano ResearchSmartMat等期刊青年编委。

刘青云,山东科技大学化工学院教授,博导,现为应用化学学科带头人。主要研究方向为卟啉酞菁聚集体化学、有机-无机纳米复合材料及催化应用等,在大环分子的纳米有序组装、纳米仿酶、生物传感器等方向,获得了较为突出的研究成果,为生物医学、环境、食品等领域的小分子检测奠定了基础。取得山东省高校科研成果奖等奖项,山东科技大学“教学名师”等荣誉称号。其中以通讯作者/第一作者(含共同)在Adv. Mater.,Biosens. Bioelectron.,J Hazard. Mater, Appl.Mater Inter等期刊发表论文100余篇,高被引论文10余篇。


文章信息


X. Zhu, H. Li, T. Wu, et al. In situ decorating the surface and interlayer of montmorillonite with Co0.5Ni0.5Fe2O4 nanoparticles: A sustainable, biocompatible colorimetric platform for H2O2 and acetylcholine. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4594-x.

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