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纳米酶:新一代人工酶

中国科学：化学 2022年第9期52卷 1649-1663页

作者：高利增陈雷张若飞阎锡蕴中国科学院纳米酶工程实验室中国科学院生物物理研究所北京100101 郑州大学医学院纳米酶医学研究中心郑州450001 深圳合成生物学创新研究院中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055

纳米酶是中国科学家提出的新概念,已经被纳入教科书和百科全书.汪尔康院士团队最先将纳米酶用于分析检测,并在国际权威期刊发表长篇综述“纳米酶:新一代人工酶”.该文不仅提升了纳米酶的国际影响力,而且推动了纳米酶的应用研究,使纳米... 详细信息

纳米酶是中国科学家提出的新概念,已经被纳入教科书和百科全书.汪尔康院士团队最先将纳米酶用于分析检测,并在国际权威期刊发表长篇综述“纳米酶:新一代人工酶”.该文不仅提升了纳米酶的国际影响力,而且推动了纳米酶的应用研究,使纳米酶新品种、新技术和新产品不断涌现,形成了纳米酶新型交叉学科.在此基础上,本文概述了纳米酶的定义、分类和催化机制,介绍了其应用研究的最新进展,并对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望.

关键词：纳米酶天然酶理性设计催化机理转化应用

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纳米酶在葡萄糖分析检测中的应用研究进展

中国生物医学工程学报 2016年第1期35卷 105-113页

作者：罗成李艳龙启文龙建纲宜春学院医学院宜春336000 宜春职业技术学院宜春336000 西安交通大学生命科学与技术学院教育部生物医学与信息工程重点实验室线粒体生物医学研究所西安710049

即时、准确的监控血糖和尿糖的变化对于糖尿病的早期诊断及血糖控制具有重要意义。自从2004年报道金纳米簇具有磷酸转移酶样催化活性以来,多种具备酶样催化活性的纳米材料被发现,包括过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、氧化酶等... 详细信息

即时、准确的监控血糖和尿糖的变化对于糖尿病的早期诊断及血糖控制具有重要意义。自从2004年报道金纳米簇具有磷酸转移酶样催化活性以来,多种具备酶样催化活性的纳米材料被发现,包括过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、氧化酶等。与天然酶相比,纳米酶具有成本低廉、制备简单、易于保存运输、环境耐受性高等优点。利用纳米酶进行葡萄糖分析检测有望降低检测成本,提高检测系统稳定性。本文总结了金属纳米颗粒、金属氧化物、金属硫化物、碳基材料以及复合材料等多种纳米酶检测系统在葡萄糖分析检测中的特点、检测限和检测范围,并对纳米酶研究面临的挑战及前景进行展望。

关键词：纳米酶过氧化物酶葡萄糖氧化酶葡萄糖

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铁掺杂蒙脱石纳米酶的制备与应用

硅酸盐学报 2022年第10期50卷 2762-2769页

作者：田路远汪浩唐爱东杨华明中国地质大学(武汉)纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心中国地质大学(武汉)材料与化学学院中国非金属矿行业矿物功能材料重点实验室中国地质大学(武汉)武汉430074 中南大学化学化工学院长沙410083 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学矿物材料及其应用湖南省重点实验室长沙410083

纳米酶可以快速灵敏地检测生物标记物,有效防止疾病的爆发,但是纳米酶的催化活性低、对底物亲和力差,严重地制约了其检测性能。蒙脱石是一种具有典型的2:1型层状结构的硅酸盐黏土矿物,利用其良好的吸附能力和阳离子交换能力,将Fe^(3+)... 详细信息

纳米酶可以快速灵敏地检测生物标记物,有效防止疾病的爆发,但是纳米酶的催化活性低、对底物亲和力差,严重地制约了其检测性能。蒙脱石是一种具有典型的2:1型层状结构的硅酸盐黏土矿物,利用其良好的吸附能力和阳离子交换能力,将Fe^(3+)锚定在蒙脱石的表面与层间,制备具有类过氧化物酶性质的Fe掺杂蒙脱石纳米酶,可增强对H_(2)O_(2)的亲和力,通过比色法可实现对H_(2)O_(2)的检测。结果表明:在中性条件下,H_(2)O_(2)的检测线性范围和检测限分别为20~500μmol/L和5.8μmol/L。这种蒙脱石纳米酶在分析检测和疾病诊断领域具有良好的应用前景。

关键词：纳米酶蒙脱石类过氧化物酶铁掺杂比色法分析检测

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纳米酶在关节疾病中的应用进展

四川大学学报（医学版） 2024年第4期55卷 800-806页

作者：曾佳黄颂雅杜方雪曹素娇高杨邱逦唐远姣成都市双流区第一人民医院-四川大学华西空港医院超声医学科成都610200 四川大学华西医院超声医学科成都610041

纳米酶是指具备仿酶催化活性的纳米级材料,可以模拟自然界中酶类分子的作用机制,利用先进的化学合成技术,可以精确调控纳米酶的尺寸、形状和表面特性,从而定制所需的催化性能。纳米酶能够模拟包括过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物... 详细信息

纳米酶是指具备仿酶催化活性的纳米级材料,可以模拟自然界中酶类分子的作用机制,利用先进的化学合成技术,可以精确调控纳米酶的尺寸、形状和表面特性,从而定制所需的催化性能。纳米酶能够模拟包括过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPx)等清除活性氧(reactive oxygen species, ROS)自然酶的功能。研究证实,纳米酶具有卓越的稳定性、较低的成本以及可调节的催化活性等优势,在疾病治疗的应用上显示出巨大的潜力和广阔的前景。本文就纳米酶在关节疾病中的应用进展展开综述。关节疾病的共同临床表现包括关节疼痛、肿胀、僵硬及活动受限,严重者会导致关节破坏、畸形及功能损害,带来沉重的经济和社会负担。ROS是氧化应激的产物,关节内ROS增加会诱导巨噬细胞向M1型极化,进而诱发和加重关节炎。因此,治疗关节疾病的关键在于清除ROS和增加氧气含量。纳米酶在类风湿关节炎、骨关节炎、痛风性关节炎等关节疾病治疗中,展现出良好的应用潜力,但如何确保其生物安全性、降低毒性并提高酶活性是目前研究的主要瓶颈。精确控制纳米材料的化学组成、尺寸、形状和表面修饰是未来主要的发展方向。

关键词：纳米酶关节炎活性氧应用进展

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铁蛋白:纳米酶开发的重要工具（英文）

生物化学与生物物理进展 2018年第2期45卷 193-203页

作者：李爱朋尉迟庆潇张连兵西北工业大学生命学院

纳米酶因其在靶向癌症治疗、诊断医学、生物传感和环境毒理学等方面所具有的巨大应用潜力和价值而受到越来越多的关注.铁蛋白作为具有独特空间结构、表面性质和高生物相容性等特点的天然生物大分子,已成为纳米酶开发的重要工具.为了展... 详细信息

纳米酶因其在靶向癌症治疗、诊断医学、生物传感和环境毒理学等方面所具有的巨大应用潜力和价值而受到越来越多的关注.铁蛋白作为具有独特空间结构、表面性质和高生物相容性等特点的天然生物大分子,已成为纳米酶开发的重要工具.为了展示和凸显铁蛋白在纳米酶开发中扮演的角色和取得的成就,并为后续研究提供参考,本综述着重介绍铁蛋白作为纳米酶合成的模板、纳米酶催化反应的反应器和纳米酶呈递的载体等.同时,文中也指出了基于铁蛋白的纳米酶研发中所面临的挑战和其未来发展方向.

关键词：铁蛋白纳米酶模板纳米反应器载体

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纳米酶的发展态势与优先领域分析

中国科学：化学 2019年第12期49卷 1442-1453页

作者：焦健范克龙胡志刚阎锡蕴杜鹏中国科学院科技战略咨询研究院北京100190 中国科学院生物物理研究所北京100101 大连理工大学科学学与科技管理研究所大连116024

纳米酶作为中国科学家的原创科研成果之一,是多学科交叉融合的产物.本文简要综述了纳米酶的发展现状,并基于文献计量学的视角,重点关注自2007年以来纳米酶领域的论文发表数量和被引用情况、研究机构和国家/地区情况、研究主题及其演变... 详细信息

纳米酶作为中国科学家的原创科研成果之一,是多学科交叉融合的产物.本文简要综述了纳米酶的发展现状,并基于文献计量学的视角,重点关注自2007年以来纳米酶领域的论文发表数量和被引用情况、研究机构和国家/地区情况、研究主题及其演变规律、国际发展态势比较分析等方面,系统梳理了纳米酶的发展历程,呈现了纳米酶可视化的知识图谱;并结合专家研判,展望了纳米酶领域未来的发展方向.

关键词：纳米酶研究现状发展态势文献计量

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碳基纳米酶在生物传感中的应用研究进展

分析化学 2021年第6期49卷 907-921页

作者：陈怡峰张钰焦雷严红烨顾文玲朱成周华中师范大学化学学院农药与化学生物学教育部重点实验室智能生物传感技术与健康国际联合研究中心

纳米酶是具有类似于酶催化活性的纳米材料,由于其能够克服天然酶的一些局限性(如稳定性差、成本高和宏量生产困难)而备受关注。碳基纳米酶具有良好的生物相容性、稳定性和易于功能化等优势,表现出良好的应用前景。本文评述了近年来碳基... 详细信息

纳米酶是具有类似于酶催化活性的纳米材料,由于其能够克服天然酶的一些局限性(如稳定性差、成本高和宏量生产困难)而备受关注。碳基纳米酶具有良好的生物相容性、稳定性和易于功能化等优势,表现出良好的应用前景。本文评述了近年来碳基纳米酶的发展历程,初步讨论了碳基纳米酶的催化机理,重点介绍了碳纳米酶、异原子掺杂型碳基纳米酶和金属负载型碳基纳米酶在生物传感方面的应用,并对碳基纳米酶的发展前景进行了展望。

关键词：纳米酶碳纳米材料异原子掺杂单原子催化剂生物传感评述

基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测中的应用

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生物化学与生物物理进展 2023年第7期50卷 1638-1650页

作者：袁琳陆冬筱李金华长春理工大学物理学院纳米光子学与生物光子学吉林省重点实验室长春130022

比色生物传感技术由于具有灵敏度高、方法简单并且容易操作等优点,已广泛应用于生物环境中污染物检测、生物体内重要标志物的检测以及癌症筛查等多个领域。基于纳米酶的比色生物传感器主要是借助纳米酶自身所具有的催化能力,模拟类过氧... 详细信息

比色生物传感技术由于具有灵敏度高、方法简单并且容易操作等优点,已广泛应用于生物环境中污染物检测、生物体内重要标志物的检测以及癌症筛查等多个领域。基于纳米酶的比色生物传感器主要是借助纳米酶自身所具有的催化能力,模拟类过氧化物酶活性,将显色剂氧化生成有色溶液,从而实现可视化检测,并通过对有色溶液吸光度的检测得到相关物质的含量。与无纳米酶的比色生物传感器相比,基于纳米酶的比色生物传感器具有选择性更高、检测更快以及灵敏度更高等优点。纳米酶在具有天然酶活性的同时还具有成本低、稳定性好的、易于合成等优点,其相关研究越来越广泛。目前,基于纳米酶的比色生物传感器已成为辅助相关医学检测的重要方法,同时也广泛应用于便携和实时性相关检测当中,为医学检测提供了重要的支持和保障。为了提高比色生物传感器的灵敏度以及应用范围,研究人员也在致力于增加可检测物质的种类以及纳米酶种类的多样化等。本文主要介绍基于纳米酶的比色生物传感器的检测原理、几类典型的纳米酶,以及基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测领域中的应用情况和研究进展。

关键词：纳米酶比色生物传感器过氧化氢乙酰胆碱

基于钒酸铈纳米酶检测葡萄糖和总抗氧化能力的研究

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分析化学 2022年第9期50卷 1319-1327页

作者：阮栎婷何绍英赵婉曹红帅徐志爱张文华东师范大学化学与分子工程学院

以精氨酸(Arg)取代乙二胺四乙酸(EDTA)作为稳定剂，采用水热法合成了钒酸铈(CeVO4)纳米酶。稳定剂的改变使得CeVO4纳米材料的形貌从纳米棒转变为纳米粒子，同时，CeVO4中Ce~Ⅲ和Ce~Ⅳ比值改变使得纳米酶活性由较强的类超氧化物歧化酶(S... 详细信息

以精氨酸(Arg)取代乙二胺四乙酸(EDTA)作为稳定剂，采用水热法合成了钒酸铈(CeVO4)纳米酶。稳定剂的改变使得CeVO4纳米材料的形貌从纳米棒转变为纳米粒子，同时，CeVO4中Ce~Ⅲ和Ce~Ⅳ比值改变使得纳米酶活性由较强的类超氧化物歧化酶(SOD)转变成较强的类过氧化物酶(POD)。在3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)和过氧化氢(H2O2)反应体系中，CeVO4纳米粒子催化H2O2产生羟基自由基(·OH),·OH氧化TMB,使溶液由无色变为蓝色，证明其具有较强的类POD活性。基于CeVO4纳米酶的类POD活性，建立了检测H2O2和葡萄糖的比色传感平台，H2O2和葡萄糖响应的线性范围分别为10～1500μmol/L和10～120μmol/L,检出限(3σ)分别为1.1μmol/L和3.3μmol/L。将本方法应用于实际样品中总抗氧化能力(TAC)分析，结果令人满意。

关键词：钒酸铈纳米酶比色法葡萄糖总抗氧化能力