当纳米酶遇见单原子催化

纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料，具有催化活性高、稳定性强、成本低等优势。但是纳米材料复杂的结构和原子组成不利于确定生物催化本征活性位点，对研究者理解其构效关系时造成巨大挑战。现有的一些工作表明单原子催化剂（SACs）具有原子级分散的活性位点，与天然的金属蛋白酶类似，因此单原子纳米酶（SAzymes）的概念应运而生。与传统纳米酶相似，SAzymes同样具有类过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和氧化酶的特性，而其单原子分散的活性位点成为联结纳米酶与天然酶之间的桥梁，为深入理解认识生物催化的机理和本质提供新的解决方案。

华中师范大学朱成周教授（点击查看介绍）和华盛顿州立大学林跃河教授（点击查看介绍）等研究者近日系统总结了SAzymes的发展和应用。首先通过概述纳米酶的发展历程、性能优势以及现有缺陷，指出了现有纳米酶催化机理的复杂性和面临的挑战。随之提出SAzymes的原子级分散的活性位点不仅有助于从原子角度理解纳米酶的催化本质，也为纳米酶的设计和活性的调控提供了理论支持。然后简要论述了目前SACs的合成方法和表征手段，系统总结了目前SAzymes在生物传感、有机污染物降解和生物治疗方面的应用，并对其催化本质进行了详细论述。最后从多样性、选择性、活性、机理、单原子负载量和应用六个方面介绍了SAzymes目前存在的机遇和挑战。

相关论文发表在Angewandte Chemie International Edition 上。文章的第一作者是华中师范大学焦雷，通讯作者为华中师范大学的朱成周教授和美国华盛顿州立大学的林跃河教授。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

When Nanozymes Meet Single‐Atom Catalysis

Lei Jiao, Hongye Yan, Yu Wu, Wenling Gu, Chengzhou Zhu, Dan Du, Yuehe Lin

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/ange.201905645

相关阅读：

单原子电催化剂 https://www.x-mol.com/news/9131

导师简介

朱成周博士现任华中师范大学教授、博士生导师，德国洪堡学者和国家高层次人才引进计划获得者。2018年Clarivate Analytics全球“高被引科学家”。2013在中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位。2013年至2018年分别在德国德累斯顿工业大学和华盛顿州立大学工作。主要的研究方向为基于功能化纳米材料的生物传感和能源的应用研究。至今在Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed. 等国际著名学术期刊以及专著发表学术论文160多篇, 总引超过10000次，H-index为52。

https://www.x-mol.com/university/faculty/68956

林跃河博士现任美国华盛顿州立大学终身教授。林教授2009当选为美国科学发展协会AAAS Fellow， 2012年当选为英国皇家化学会（RSC） Fellow， 2013年当选美国医学与生物工程院（AIMBE）Fellow。2018年当选华盛顿州科学院院士。林跃河教授一直致力于功能化纳米材料的研制及其在能源和生物医学中的应用研究。发表文章460篇，总引用48000次，h-index 110。连续五年（2014-2018）入选Clarivate Analytics/Thomson Reuters全球高被引科学家名单（Highly Cited Researchers）。获得美国及国际授权专利20余项，多项专利已转让并投入开发应用。

https://www.x-mol.com/university/faculty/68957