【人物与科研】华中师范大学化学学院朱成周课题组：多巴胺诱导的Au水凝胶纳米酶用于增强仿生催化作用

导语

纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料。对比天然酶，纳米酶具有更高的催化活性和稳定性，并且具有低成本、易制备等优势，被广泛应用于生物传感、生物治疗以及环境监测和保护等领域。但是，如何防止纳米酶聚集，进一步提高纳米酶的活性和稳定性，是目前的研究瓶颈之一。近日，华中师范大学朱成周教授课题组在该领域取得了新的进展（Chem. Commun. 2019, DOI: 10.1039/C9CC04436A）。

课题组合照

朱成周教授简介

朱成周博士现任华中师范大学教授、博士生导师，德国洪堡学者和海外高层次人才引进计划获得者。2018年Clarivate Analytics全球“高被引科学家”。2013在中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位。2013年至2018年分别在德国德累斯顿工业大学和华盛顿州立大学工作。主要研究方向为基于功能纳米材料的生物分析和能源的应用研究。至今在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed.等国际著名学术期刊以及专著发表学术论文160多篇，总引超过10000次，H-index为52。

前沿科研成果

多巴胺诱导的Au水凝胶纳米酶用于增强仿生催化作用

华中师范大学朱成周教授课题组在贵金属水凝胶相关材料的设计合成以及在能源和环境监测应用领域做出了一系列的开创性工作（Chem. Rev. 2015, 115, 8896-8943; Adv. Mater. 2016, 28, 8779-8783; ACS Energy Lett. 2018, 39, 2038-2044; Nano Energy 2018, 53, 206-212; Nano Energy 2018, 44, 319-326; Small 2019, 1900632; Small 2015, 11, 1430-1434; J. Mater. Chem. A 2018, 6, 7517-7521; J. Mater. Chem. A 2017, 5, 19626-19631; J. Mater. Chem. A 2017, 5, 23952-23959; Nanoscale 2019, 11, 10575-10580）。贵金属气凝胶一种三维多孔金属纳米材料，具有密度小、比表面积大、高孔隙率、制备简单、组分可控等性能优势，作为电催化剂被广泛应用于乙醇或者甲醇氧化、氧还原等燃料电池反应。最近，该课题组成功将贵金属水凝胶引入到生物催化领域，发展一种基于贵金属水凝胶的新型纳米酶（Chem. Commun. 2019, DOI: 10.1039/C9CC04436A）。

Au水凝胶的形貌表征

为了实现Au水凝胶的快速、高效的制备，作者加入硼氢化钠还原Au的前驱体成Au的纳米颗粒。同时，加入的多巴胺可以诱导Au纳米颗粒快速组装形成三维网络的Au水凝胶。多巴胺在组装过程中被氧化形成聚多巴胺包覆在Au水凝胶表面。

Au水凝胶串联纳米酶活性和葡萄糖检测

Au水凝胶既具有葡萄糖氧化酶的特性，可以催化葡萄糖产生葡萄糖酸和双氧水，又具有过氧化物酶的特性，可以催化双氧水产生自由基氧化变色分子。通过对比作者发现，Au水凝胶三维多孔的网络结构以及聚多巴胺产生的电子转移效应会增强纳米酶的活性。因此，作者实现了基于Au水凝胶的葡萄糖串联检测。

总结：

作者快速、高效制备了具有三维网络结构的Au水凝胶，其三维多孔纳米线网状结构和聚多巴胺产生的电子转移效应会增强Au水凝胶的催化活性。Au水凝胶不仅具有葡萄糖氧化酶活性，同时具有过氧化物酶活性，实现了葡萄糖的串联检测。该工作以“Dopamine-induced Au hydrogel nanozyme for enhanced biomimetic catalysis”为题发表在Chem. Commun.（DOI: 10.1039/C9CC04436A）上。第一作者为华中师范大学的焦雷，许维庆为共同第一作者。通讯作者为华中师范大学的朱成周教授（论文作者：Lei Jiao, Weiqing Xu, Hongye Yan, Yu Wu, Wenling Gu, He Li, Dan Du, Yuehe Lin and Chengzhou Zhu）。

关于人物与科研

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