近日，青岛农业大学韩磊教授课题组在化学与材料领域权威学术期刊Advanced Functional Materials（影响因子16.836）上发表了题为“White Peroxidase-Mimicking Nanozymes: Colorimetric Pesticide Assay without Interferences of O₂ and Color”的研究论文（Adv. Funct. Mater.30(28), 2001933, DOI: 10.1002/adfm.202001933），报道了一种巯基胆碱敏感的白色单活性纳米酶及其在农药可视化检测上的应用。

作为一种新兴的具有模拟酶活性的纳米材料，纳米酶因其高活性和低成本而受到广泛关注。纳米酶的独特性质可使其应用于不同的研究领域。因此，探索开发具备独特性质的新型纳米酶具有重要意义。作为纳米酶的主要亚家族，仿过氧化物酶在比色分析中应用广泛。然而，具有仿过氧化物酶活性的材料通常也表现出氧化酶活性，以及纳米材料本身的颜色均会对显色结果造成干扰。

为解决上述问题，青岛农业大学化学与药学院韩磊教授课题组提出了一种改善基于纳米酶的可视化检测体系的分析性能的新策略，以白色单活性解决比色分析中的干扰。

图1. TOC图

该团队首先利用水热法合成束状GeO₂纳米酶，该纳米酶呈白色且具有单一的仿过氧化物酶活性，因而在基于纳米酶的比色分析中可免受O₂和纳米酶颜色的干扰。

图2. 纳米酶合成与表征

作者通过对GeO₂纳米酶的仿过氧化物酶活性进行动力学分析发现，GeO₂纳米酶具有优异的亲合力和催化速率，是一种理想的模拟酶。进一步研究发现，该活性并非源于自由基，其催化机理符合ordered Bi-Bi机制，底物H₂O₂和TMB结合到纳米酶上后再释放产物TMB*⁺和H₂O。

图3. 纳米酶稳态动力学及催化机理

与其他纳米酶相比，GeO₂纳米酶具有更强的巯基胆碱水解敏感性，因此可用于基于乙酰胆碱酯酶抑制法的高灵敏农药检测。另外，实验证明其也可以用于葡萄糖比色分析，并可将两步法简化为一步法，也不需除氧过程来消除氧化酶活性的干扰。

由于研究成果的新颖性和重要性，该工作被Advanced Functional Materials编辑选为当期的inside front cover。该论文的第一作者为青岛农业大学农药学专业二年级硕士生梁欣，韩磊教授为唯一通讯作者。本研究得到国家自然科学基金、山东省科技计划项目、青岛农业大学高层次人才基金等项目的资助。

韩磊教授课题组现有教师5名（3名教授、2名副教授，均为博士学历，其中4人拥有海外背景），致力于生物纳米与分子识别方面的研究，已发表SCI论文50余篇，申请发明专利20余件，承担国家自然科学基金、省部级项目等项目多项，正在与多家企业进行产业化合作。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202001933

来源：青岛农业大学韩磊教授课题组

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