近日，中國農業科學院質標所“農產品質量安全檢測技術”創新團隊創制了一種新型鈰單原子納米酶，該單原子納米酶具有優異且專一的類過氧化物酶活性，在多功能傳感器的構建尤其是有機磷類農藥的選擇性和高靈敏分析中取得了成功應用。該成果發表于納米技術領域國際著名學術期刊《今日納米（Nano Today）》（IF：17.4）。
有機磷類農藥在農業生產中廣泛應用，但其不合理使用會對人類健康和環境安全造成巨大的潛在風險。因此，有機磷類農藥的高效、快速、靈敏檢測在保障食品安全和環境安全中具有重要意義。單原子納米酶具有原子分散的金屬活性位點，在眾多生化反應中展現出優異的催化性能，作為新一代模擬酶，在污染物傳感分析領域有著廣闊的應用前景。然而已報道的單原子納米酶大多具有多種類酶活性，導致背景信號較高，從而對檢測靈敏度和低值樣品檢測準確度造成較大影響。如何提高單原子納米酶的專一性極具挑戰。
鑒于此，研究團隊在前期金屬有機框架材料的研究基礎上，設計了一種鈰單原子納米酶，并通過調整Zn/Ce投料比和煅燒溫度，成功實現了鈰單原子納米酶類酶活性的調控。理論研究和實驗結果表明，在適宜反應條件下，鈰單原子納米酶具有Ce-N4催化活性中心和優異的專一性，其類過氧化物酶活性遠遠高于類氧化酶活性（~17倍）和類過氧化氫酶活性（~35倍）。在此基礎上，研究團隊構建了基于鈰單原子納米酶的多功能傳感分析平臺，并通過有機結合生物酶-化學擬酶級聯放大反應，建立了簡單、快速的有機磷類農藥比色分析方法，實現了有機磷類農藥的高靈敏精準速測。該研究工作揭示了鈰單原子納米酶的催化機制，發展了單原子納米酶合理設計和性能調控新策略，為拓寬單原子納米酶應用和提高污染物傳感分析性能提供了新思路和新方案。
該研究得到了國家重點研發計劃青年科學家項目、中央級公益性科研院所基本科研業務費、中國農業科學院科技創新工程等項目的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102236
日期：2024-05-04
有機磷類農藥在農業生產中廣泛應用，但其不合理使用會對人類健康和環境安全造成巨大的潛在風險。因此，有機磷類農藥的高效、快速、靈敏檢測在保障食品安全和環境安全中具有重要意義。單原子納米酶具有原子分散的金屬活性位點，在眾多生化反應中展現出優異的催化性能，作為新一代模擬酶，在污染物傳感分析領域有著廣闊的應用前景。然而已報道的單原子納米酶大多具有多種類酶活性，導致背景信號較高，從而對檢測靈敏度和低值樣品檢測準確度造成較大影響。如何提高單原子納米酶的專一性極具挑戰。
鑒于此，研究團隊在前期金屬有機框架材料的研究基礎上，設計了一種鈰單原子納米酶，并通過調整Zn/Ce投料比和煅燒溫度，成功實現了鈰單原子納米酶類酶活性的調控。理論研究和實驗結果表明，在適宜反應條件下，鈰單原子納米酶具有Ce-N4催化活性中心和優異的專一性，其類過氧化物酶活性遠遠高于類氧化酶活性（~17倍）和類過氧化氫酶活性（~35倍）。在此基礎上，研究團隊構建了基于鈰單原子納米酶的多功能傳感分析平臺，并通過有機結合生物酶-化學擬酶級聯放大反應，建立了簡單、快速的有機磷類農藥比色分析方法，實現了有機磷類農藥的高靈敏精準速測。該研究工作揭示了鈰單原子納米酶的催化機制，發展了單原子納米酶合理設計和性能調控新策略，為拓寬單原子納米酶應用和提高污染物傳感分析性能提供了新思路和新方案。
該研究得到了國家重點研發計劃青年科學家項目、中央級公益性科研院所基本科研業務費、中國農業科學院科技創新工程等項目的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102236
日期：2024-05-04
