近年来，纳米酶这一类具有类酶活性的纳米材料受到了广泛关注。对比于天然酶，纳米酶具有稳定性高、成本低、易制备等优势被广泛应用于生物传感，疾病诊断与治疗以及环境保护等多个领域。目前，纳米酶类酶催化机制以及应用拓展探讨依然是研究的热点问题。近日，华中师范大学的朱成周教授（点击查看介绍）团队在该领域取得了一定进展。

迄今为止，晶相结构调控策略已经成为调节催化剂的理化性质和改善其内在的催化活性的一种极具前瞻性的策略。朱成周教授团队通过简单的盐模板法合成了具有良好类过氧化物酶活性的超薄钌纳米片。调节盐类型及比例，可以获得具有不同结晶度的钌纳米片，其中无定形钌纳米片具有超高的催化活性。非晶态结构作为一种非常规结构，其内部原子排列更加复杂，由于大量未配位原子和原子无序性可以产生结构缺陷和晶界，进而调节电子结构，提高催化活性。材料晶相以及结构的改变导致其催化反应过程中，对于不同分子以及反应底物的吸附亲和力发生了改变。巯基分子易于与贵金属材料产生强的配位作用，在材料表面吸附聚集。在经典的TMB显色反应中，巯基分子与反应底物H2O2首先会竞相在催化剂表面进行吸附，巯基分子会堵塞反应活性位点，导致H2O2结合变少，进一步影响TMB的结合。结合天然酶抑制剂作用机理，他们以半胱氨酸作为模型，结合酶动力学分析，推导出了酶抑制剂作用下的米氏方程，得到了对应的米氏常数Km和最大反应速率Vmax。同一巯基分子对不同材料具有不同的亲和能力，不同巯基分子对同一催化剂具有不同的抑制效果，由此作者设计纳米酶阵列传感器，实现了同时对于多靶物质的区分识别。利用这一检测模式，实现了对于多种蛋白的体外检测，对于人体血浆的实际样品也能达到很好的检测效果。该工作不仅证明了晶相工程对于设计高活性纳米酶的可行性，同时开发了简单、便捷的多蛋白检测方法，拓宽了纳米酶在分析领域的应用范围，为生物医学检测提供了新的方向。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是华中师范大学硕士研究生唐银君和博士研究生吴俣。通讯作者是华中师范大学的朱成周教授。

来源：X-MOL