必威沙靖全教授课题组在化工类期刊《Chemical Engineering Journal》发表研究成果

发布时间:2024-03-05文章来源: 浏览次数:

必威沙靖全教授课题组在化工类期刊Chemical Engineering Journal(中科院分区工程技术一区,影响因子15.1)上发表了题为Co3S4/MoSHeterostructure on N-doped Porous Carbon for Boosted Peroxidase-Like Activity and Sensitive Biosensing的研究论文(DOI:10.1016/j.cej.2023.146324)。

基于纳米酶的生物比色传感器具有灵敏度高、方法简单、容易操作等优点。并且纳米酶在具有天然酶活性的同时还具有成本低、稳定性好的、易于合成等优势。目前,金属硫化物由于具有的M−S键在动力学上有利于转化反应,被认为是最有前途的类过氧化物酶催化剂的最佳候选之一。

沙靖全团队创造性地设计了Co3S4/MoS2异质结,并且将其与氮掺杂多孔碳(NPC)复合。经试验,Co3S4/MoS2@NPC纳米酶的催化活性比NPC、Co3S4/MoS2异质结构、单一Co3S4、MoS2和Co3S4+MoS2的混合物分别提高了5-、1.7-、6.5-、8-和3.3倍。继而使用循环伏安测试、辅酶Q10测试的电子接受能力、接触角测试、Michaelis-Menten动力学参数(Km和Vmax)计算及XPS测试探讨了Co3S4/MoS2@NPC作为类过氧化物酶的催化机理和构效关系。Co3S4/MoS2@NPC借助异质界面上Co-S-Mo键促进底物和催化剂之间的电子转移,其与TMB和H2O2的亲和力高于其他相关纳米酶,这也离不开NPC的高电导率、大表面积、高孔隙率以及良好的亲水性和润湿性。结果表明,Co3S4/MoS2@NPC作为类过氧化物酶构建黄嘌呤比色传感器在5-200 μmol L−1范围内的最低检出限为0.0087 μmol L−1,对黄嘌呤具有良好的选择性。本研究为金属基纳米异质结结构的设计提供了理论方向,拓宽了纳米酶的分析应用。

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