计算辅助解析的三金属纳米酶双功能平台：四环素抗生素的协同降解与检测新策略

《Journal of Hazardous Materials》：Dual-Functional Trimetallic Nanozyme with Computation-Aided Interpretation for Synergistic Degradation and Detection of Tetracycline Antibiotics

本研究发现通过绿色温和策略合成的三金属AuPt@MoS2纳米酶具有卓越的过氧化物酶样活性，其双功能特性实现了四环素抗生素的高效降解（降解率>95%）与超灵敏检测（检测限0.074 mg/L）。计算模拟（MD/DFT）揭示了三金属协同增强催化的机理，为多金属纳米酶的设计提供了新范式，在环境监测、食品安全和生物医学领域具有重要应用价值。

　　

Highlight

材料与试剂

所有化学品均为分析纯且未经进一步纯化。二硫化钼粉末和人血清购自Sigma-Aldrich有限公司。过氧化氢、四环素、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸钠和TMB购自阿拉丁化学有限公司。乙醇、盐酸、氢氧化钠和醋酸购自国药集团化学试剂有限公司。

AuPt@MoS₂的合成与表征

本工作首先通过成熟的液相剥离法制备了二维层状结构的MoS₂。与其他合成方法相比，液相剥离法不仅简单、经济、安全，而且具有规模化生产MoS₂纳米片的潜力。如图1a所示，选择MoS₂粉末作为前体，在PVP插层的辅助下，层状材料的层间作用力被削弱，通过超声处理成功获得了高质量的MoS₂纳米片。

结论

总之，本研究成功开发了一种高效的模拟过氧化物酶的三金属纳米酶，并对其增强的催化活性提供了合理的计算解释。基于这些发现，我们建立了一个用于四环素抗生素高效降解和灵敏检测的双功能平台。通过绿色温和的合成策略，将金和铂纳米颗粒原位掺杂到MoS₂上构建了AuPt@MoS₂。得益于金属掺杂产生的协同效应，该三金属纳米酶表现出显著增强的过氧化物酶样活性，可用于快速降解TC并构建高灵敏度的比色检测方法。此外，分子动力学和密度泛函理论计算从底物吸附和反应能垒的角度证实了三金属体系协同催化的内在原因。所开发的检测方法在实际样品中也表现出优异的性能。这项工作为设计用于抗生素管理的多功能纳米酶材料提供了新的见解。