聚合物辅助工程制备具有增强漆酶样活性的铜过氧化物纳米酶，用于传感应用

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Polymer-Assisted Engineering of Copper Peroxide Nanozymes with Enhanced Laccase-like Activity for Sensing Applications

纳米酶表面功能化调控铜过氧化物纳米点的催化活性，阳离子修饰纳米点表现出10倍于天然漆酶的活性，并成功应用于神经递质和抗生素检测，开发出灵敏度达100 nM的传感器阵列。

　　

纳米酶作为天然酶的替代品展现出巨大潜力，但它们相对较低的催化活性和有限的稳定性给设计出性能与天然酶相当的纳米酶带来了挑战。通过表面功能化对纳米材料进行工程改造是一种有前景的方法，这种方法可以调节纳米材料的表面性质，以实现分子识别能力、增强催化活性、在常温条件下的长期稳定性以及提高生物相容性。在本研究中，我们采用了一种表面调控策略，利用不同的聚合物支架来稳定过氧化铜（CP）纳米点，从而调节其类似漆酶的催化活性。选择了五种具有不同表面电荷（阳离子、阴离子和中性）和疏水性的聚合物来制备CP纳米点。在这些经过表面改性的纳米点中，阳离子功能化的纳米点表现出最高的类似漆酶的催化活性，其活性是天然漆酶的10倍。高催化活性得益于胶体稳定性、铜中心的氧化还原反应以及纳米点与底物的相互作用。多项实验表明，CP纳米点的催化活性可以通过精细调节表面-底物相互作用与铜的电负性之间的平衡来实现，而这种平衡受到所选用稳定聚合物的显著影响。CP纳米点的高类似漆酶的催化活性被用于检测儿茶酚胺类神经递质，这些神经递质的失调与多种病理状况（尤其是神经系统疾病）有关。此外，不同表面聚合物涂层对酶活性的影响启发我们开发了一种基于差异分子相互作用的抗生素检测传感器阵列。为此，我们选用了五种不同聚合物功能化的CP纳米点来构建传感器阵列，该阵列能够高灵敏度地检测多种抗生素，检测限（LOD）低至100 nM。总体而言，这种方法为通过表面调控设计具有可调催化活性的纳米酶提供了宝贵见解，并突显了它们在区分抗生素和其他生物标志物方面的潜在应用。