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Mimicking horseradish peroxidase and oxidase using ruthenium nanomaterials†
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2017-11-10 00:00:00 , DOI: 10.1039/c7ra10370k Gao-Juan Cao 1, 2, 3, 4, 5 , Xiumei Jiang 6, 7, 8, 9, 10 , Hui Zhang 6, 7, 8, 9, 10 , Timothy R. Croley 6, 7, 8, 9, 10 , Jun-Jie Yin 6, 7, 8, 9, 10
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2017-11-10 00:00:00 , DOI: 10.1039/c7ra10370k Gao-Juan Cao 1, 2, 3, 4, 5 , Xiumei Jiang 6, 7, 8, 9, 10 , Hui Zhang 6, 7, 8, 9, 10 , Timothy R. Croley 6, 7, 8, 9, 10 , Jun-Jie Yin 6, 7, 8, 9, 10
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Although important progress has been achieved for the study of noble metal-based enzyme-like catalysts, there are rare reports on the enzyme mimicking applications of ruthenium nanoparticles (Ru NPs). In this work, we investigated the horseradish peroxidase (HRP) and oxidase mimetic activity of Ru NPs. Mimicking HRP, Ru NPs could catalyze the oxidation of substrates 3,3,5,5-tetramethylbenzidine (TMB), o-phenylenediamine (OPD) and dopamine hydrochloride (DA) in the presence of exogenously added H2O2 to generate the products with blue, yellow and orange colors, respectively. We also report the first evidence that Ru NPs possess intrinsic oxidase-like activity, which could catalyze the oxidization of TMB and sodium L-ascorbate (NaA) by dissolved oxygen. The HRP-like and oxidase-like activities of Ru NPs were found to be related to the concentrations of Ru NPs. The catalytic mechanism was analyzed by electron spin resonance spectroscopy (ESR), which suggested that the enzyme mimicking activities of the Ru NPs might originate from their characteristic of accelerating electron transfer between substrates and H2O2 or O2. Our findings offer a better understanding of enzyme-mimicking Ru NPs and should provide important insights for future applications.
中文翻译：
使用钌纳米材料模仿辣根过氧化物酶和氧化酶†
尽管在研究基于贵金属的酶样催化剂方面已取得重要进展，但很少有人报道了模仿钌纳米颗粒（Ru NPs）的酶的应用的报道。在这项工作中，我们研究了Ru NPs的辣根过氧化物酶（HRP）和氧化酶模拟活性。模仿HRP，钌纳米颗粒可以催化底物的氧化3,3,5,5-四甲基联苯胺（TMB），Ô苯二胺（OPD）和盐酸多巴胺（DA）在存在外源加入的H 2 ö 2以生成产品分别具有蓝色，黄色和橙色。我们还报告了第一个证据，表明Ru NP具有内在的氧化酶样活性，可以催化TMB和L钠的氧化。溶解氧生成抗坏血酸（NaA）。发现Ru NPs的HRP样和氧化酶样活性与Ru NPs的浓度有关。通过电子自旋共振光谱法（ESR）分析了催化机理，这表明Ru NPs的酶模拟活性可能源于其加速底物与H 2 O 2或O 2之间电子转移的特性。我们的发现提供了对类似酶的Ru NP的更好理解，并应为将来的应用提供重要的见识。
更新日期：2017-11-10
中文翻译：
使用钌纳米材料模仿辣根过氧化物酶和氧化酶†
尽管在研究基于贵金属的酶样催化剂方面已取得重要进展，但很少有人报道了模仿钌纳米颗粒（Ru NPs）的酶的应用的报道。在这项工作中，我们研究了Ru NPs的辣根过氧化物酶（HRP）和氧化酶模拟活性。模仿HRP，钌纳米颗粒可以催化底物的氧化3,3,5,5-四甲基联苯胺（TMB），Ô苯二胺（OPD）和盐酸多巴胺（DA）在存在外源加入的H 2 ö 2以生成产品分别具有蓝色，黄色和橙色。我们还报告了第一个证据，表明Ru NP具有内在的氧化酶样活性，可以催化TMB和L钠的氧化。溶解氧生成抗坏血酸（NaA）。发现Ru NPs的HRP样和氧化酶样活性与Ru NPs的浓度有关。通过电子自旋共振光谱法（ESR）分析了催化机理，这表明Ru NPs的酶模拟活性可能源于其加速底物与H 2 O 2或O 2之间电子转移的特性。我们的发现提供了对类似酶的Ru NP的更好理解，并应为将来的应用提供重要的见识。
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