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高峰教授课题组在模拟酶合成与仿生催化方面取得新进展

本网讯(化材学院)基于光学、电化学技术的生物传感与成像分析是实现分析物精准化学测量的有效手段和途径,在分析化学、生命科学以及临床医学等领域具有重要的应用价值。设计调控对分析物具有特殊光学、电化学信号响应的传感界面是构筑生物传感与成像分析的基础。近年来,在国家自然科学基金委、教育部新世纪优秀人才支持计划、安徽省杰出青年基金以及生物传感分析与技术创新团队等项目的支持下,化材学院高峰教授领导的生物传感与成像分析课题组一直聚焦以生物传感与成像分析应用为导向的材料合成以及传感界面的构筑与调控方面的研究工作,在原理发展、方法建立、方法应用等方面取得了系列成果。

藉光化学与光物理机制,设计构筑了系列基于半导体聚合物量子点的传感界面,实现了不同的生化物质,如胆固醇(Langmuir, 2016, 32, 12725-12731)、酪氨酸酶(Anal. Chem., 2016, 88,7372–7377)以及H+Anal. Chem., 2017, 89,11703–11710)的传感与细胞成像分析。

 

 藉生物电催化原理,设计构筑了基于碳纳米点等微纳碳基材料的酶催化界面,构建了系列生物电化学器件,如直接电子转移型葡萄糖传感与葡萄糖/空气生物燃料电池(Anal. Chem., 2015, 87,2615–2622)、基于多种脱氢酶串联催化界面的甲醇传感与甲醇/氧气生物燃料电池(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9 , 40978–40986)以及基于电子媒介型乙醇传感与乙醇/空气生物燃料电池(J. Electrochem. Soc. 2017 164, G82-G86

 

 近年来,将纳米粒子组装成1D2D或者3D的多孔纳米材料用于模拟酶和电催化的研究引起了人们很大的兴趣,其在化学生物传感等领域具有重要的应用。然而,一些纳米粒子比较容易自聚或在环境空气中容易被氧化,难以组装形成不同维度的多孔结构从而限制其应用。另一方面,采用贵金属合成的纳米材料价格昂贵且往往合成步骤繁琐。因此,寻求条件温和、操作简单的方法合成价格低廉的由纳米粒子组装而成的多孔纳米材料,以实现模拟酶和电催化应用具有重要的意义。

近日,该课题组提出一种全新的合成思路,采用一步法用NaBH4NaOHCuCl2的混合物在室温下进行还原合成了由粒径约为40 nm左右的纳米粒子自组装而成的3D多孔Cu@Cu2O凝胶网络框架。该合成方法具有简单、快速、易操作、不需要加热以及价廉等优势。研究发现,该三维多孔材料具有辣根过氧化物酶和NADH过氧化物酶的仿生催化性能,可以实现对TMBOPDdopamineNADH的仿生催化。该3D多孔Cu@Cu2O凝胶为构建仿生催化传感界面的构筑提供了新的平台。该成果于46日发表在化学类国际顶级刊物 《德国应用化学》 (Angew. Chem. Int. Ed., doi.org/10.1002/anie.201801369上。论文的第一作者为课题组新进教师凌平华博士,通讯作者为高峰教授。


添加者:余妍霞  |  添加日期:2018-05-25  |  审核者:汪俊武  |  审核日期:2018-05-25  |  点击:771