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近日，山东省分析测试中心生化传感与药物分析团队在国际期刊Advanced Functional Materials（中科院1区TOP，IF=18.5）上发表了题为“Tuning d-band Center of FeCu Alloy Aerogel Nanozyme Boosting Biosensing and Wound Therapy”的论文，第一作者为山东大学博士生赵丰扬，山东大学于丽教授、山东省分析测试中心武文丽博士和胡琼政研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等资助支持。

过渡金属纳米酶被认为是一种具有生物催化功能的新型人工酶。它们可以在生理条件下有效催化底物的转化，遵循与天然酶相似的动力学和机制。相较于天然酶，纳米酶具有稳定性高、成本低、易于储存等特点，因此在生物、环境、农业、医药等领域受到广泛关注。其中，具有类过氧化物酶活性的纳米酶因其能产生高浓度的活性氧在生物传感、杀菌、抑制耐药菌的发生等方面具有广阔的应用前景。然而，在实际应用过程中，由于纳米酶在H₂O₂吸附/活化的关键过程中活性不足，难以避免使用高浓度的H₂O₂，进而增加生物毒性。因此，迫切需要通过有效的手段对纳米酶活性中心进行精准调控以提高纳米酶对H₂O₂的亲和力。为此，团队研究人员提出通过利用引入第二金属中心和表面配体工程的方法，制备出具有自支撑、分层多孔网络结构的FeCu/hemin气凝胶纳米酶，实现H₂O₂的连续亲和扩增。结果表明，FeCu/hemin纳米酶对H₂O₂的亲和力比Fe纳米粒子高14.03倍，催化效率（K_cat/K_m）比FeCu高5.88倍。理论计算研究发现，金属Cu的引入和hemin修饰将Fe的d波段中心从-0.49 eV上移到-0.17 eV，并促进电子转移过程，从而促进H₂O₂的解离。值得注意的是，高活性的FeCu/hemin纳米酶在生物传感、快速灭菌和伤口愈合等领域显示出广阔的应用前景。

图1：FeCu/hemin纳米酶在生物传感、快速杀菌和伤口愈合应用示意图。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202424433

（通讯员 平建涛）