纳米酶由于其低效的电子转移(ET)导致其催化活性低下,这是仿生催化相关生物医学应用中的主要挑战。近日,北京大学郭少军、华中师范大学朱成周报道了用于高效仿生氧化还原催化的光激发Ru单原子位点。
本文要点:
1) 受天然光酶中光电子转移的启发,作者报道了一种锚定在金属-有机框架上的单原子Ru光纳米酶(UiO-67–Ru),用于实现光增强过氧化物酶(POD)活性。作者证明,原子分散的Ru位点可以实现高的光电转换效率、优异的POD活性(相对于UiO-67的光活性提高了7.0倍)和良好的催化特异性。
2) 原位实验和理论计算都表明,光电子遵循辅因子介导的酶ET过程,进而促进活性中间体的产生和产物的释放,在H2O2还原中具有更高的热力学和动力学。利用Zr–O–P键的独特相互作用,作者建立了一个基于UiO-67–Ru的免疫测定平台,用于有机磷农药的光增强检测。
Weiqing Xu et.al Photoexcited Ru single-atomic sites for efficient biomimetic redox catalysis PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2220315120
https://doi.org/10.1073/pnas.2220315120