近日，《Chemical Engineering Journal》（IF: 16.744）在线报道了我院牛之慧博士及合作者在纳米酶催化领域的重要进展。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140999。
具有高催化活性和底物特异性的天然酶已被广泛应用于工业、医学和生物等领域。尽管有着很好的前景，但它们往往存在高成本、低操作稳定性和在极端条件下难以储存的问题。自2007年发现具有类辣根过氧化物酶活性的磁性纳米粒子以来，纳米酶的快速发展为解决这些挑战提供了机会。通过工程化手段调控纳米酶的理化性质（如结构、表面化学、周围环境等）可以调节其活性。尽管如此，其对底物较低的亲和显著降低了催化动力学，导致灵敏度不够理想。个体操作时间的差异带来的干扰很大程度上影响了检测结果的准确性，存在可靠性差的问题。
我院牛之慧博士及其合作者报道了一种无定形MnSiO3作为氧化酶，在比色检测生物硫醇的过程中表现出高可靠性和超灵敏度。实验结果表明，无定形结构中高价态锰离子的快速释放赋予了其出色的催化动力学（Km = 17 μM；Vmax= 0.977×10-8Ms−1）和低的检测限（10 nM）。理论计算结果表明，硅酸根离子降低了氧化态底物的溶剂化自由能，提高了酶反应曲线平台的稳定（~10 min）。10 min的可操作时间足以消除个体操作时间差异对检测结果的干扰，提高了体系的可靠性。此外，作者还将体系用于生物样品（血清和细胞）的特异性分析和视觉逻辑门的设计，通过与试剂盒对比进一步评价了体系的可靠性和灵敏度。相关工作以“Stable enzymatic curve platform and ultrafast catalytic kinetic endows MnSiO3 oxidase mimic with high reliability and supersensitivity”为题，发表于国际学术杂志Chemical Engineering Journal上，属中科院一区TOP期刊。
牛之慧博士
牛之慧，讲师，硕士研究生导师。主要研究方向为有机功能材料的设计、计算与理论研究，包括有机电化学储能材料及生物医用材料的电化学稳定性及催化反应动力学方面的基础研究及应用。先后主持国家自然科学青年基金1项，山东省自然科学青年基金1项，中国博士后面上项目1项。近五年在《Energy Environ. Sci.》,《Chem》,《Matter》, 《Adv. Mater.》,《Angew. Chem. Int. Ed.》等国内外知名期刊发表学术论文20余篇。
