随着纳米酶研究的发展，它们的催化活性和底物特异性的研究到达了原子级别和晶面结构的层面。我们从这种视角研究了Co3O4纳米材料的催化活性和表面晶格的关系。通过对5种暴露不同表面晶格的Co3O4纳米材料的类过氧化物酶和类过氧化氢酶活性检测发现，催化活排序为：纳米片＞共沉淀法制备纳米多面体＞溶剂热法制备纳米多面体＞纳米棒＞纳米方，催化活性按照晶面排序为：{112}＞{110}＞{100}＞{111}。这一结果符合这几种晶面上暴露的Co3+和Co2+的数量排序。
通过活性及形貌对比，我们选用了共沉淀法制备纳米多面体（以下简称Co3O4 NHs）为纳米酶，开发了一种简单有效的EGFR检测用的Co3O4纳米探针的制备方法。与传统抗体不同，单域抗体仅由重链构成，其抗原结合区仍具有结合抗原的功能。单域抗体具有稳定、尺寸小、溶解性好、结构易变、容易结合到较小较隐藏的抗原位点、抑制酶作用、高产率、低免疫原性、短血清半衰期等优势。本文选用了一种C端连接6个多聚组氨酸标签（His-Tags）的EGFR单域抗体，组氨酸分子上带有咪唑环，可以与钴、镍等金属离子形成稳定的配位化合物。在Co3O4 NHs表面吸附Co2+，通过Co2+与His-Tags上的咪唑环配位，从而将EGFR单域抗体螯合到Co3O4纳米颗粒表面。EGFR单域抗体对非小细胞肺癌（NSCLC）组织表达的EGFR受体具有特异性结合能力，而Co3O4 NHs具有很强的过氧化物酶活性，可以高效催化酶标反应，故所得探针可用于NSCLC组织EGFR检测。
该成果发表于Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
Shape-dependent Enzyme-like Activity of Co3O4 Nanoparticles and Their Conjugation With His-tagged EGFR Single-domain Antibody
DOI: 10.1016/j.colsurfb.2017.02.034
研究进展