VIEW:光响应纳米酶的催化机理、活性调节策略及生物应用进展

天然酶是功能多样的生物催化剂,由于其高催化活性和底物特异性,已被广泛应用于各种领域。然而,其制备及纯化成本高、稳定性低和回收难等难题极大地限制了天然酶的进一步应用。纳米酶是一种兼具天然酶催化能力和纳米材料独特性质的新一代人工酶模拟物,具有高稳定性、低成本和易规模化制备等优点。自阎锡蕴院士研究团队在2007年首次报道了Fe3O4纳米颗粒固有的类过氧化物酶活性(Nature Nanotechnology 2007, 2, 577–583)以来,纳米酶领域快速发展,具有不同类酶活性的纳米材料被广泛发掘,如贵金属纳米材料,半导体纳米材料,碳纳米材料和金属有机框架材料等。

近年来,这些纳米材料的独特的光学特性也成为研究者关注的焦点,例如可调带隙,独特的吸收光谱和局部表面等离子体共振等。研究者可以将光学性能与纳米酶的类酶活性相结合,制备一系列表现出优越光活性的纳米酶,并增强纳米酶的应用效果。例如,通过利用纳米材料的光热性质来提升纳米酶的催化活性,可以形成光增强的催化体系;通过光催化协同类酶活性可以提高治疗/检测效率;此外,利用光能激活纳米材料的催化特性也可以创建光激活纳米酶。因此,纳米材料光学性能的引入将在光学水平上扩大纳米酶的“内涵”,为我们改善纳米酶催化特性及扩大应用领域提供新选择。

Scheme: Illustration for the mechanisms and biomedical applications of photo-responsive nanozymes.

对此,北京化工大学刘惠玉教授团队受邀对光响应纳米酶进行了总结和探讨,相关综述发表在VIEW上(DOI:10.1002/VIW.20200045)。该综述涵盖了光响应纳米酶的机理,活性调节策略以及生物医学应用进展,并且指出了目前光响应纳米酶面向临床应用中存在的问题及未来发展前景。这篇综述将为纳米酶的设计及应用拓展提供一定的指导。

刘惠玉课题组主页:http://www.liuhuiyugroup.com/

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