省重实验室张宇教授团队联合国家纳米中心高兴发揭示纳米酶流动化学制备及长时程催化机制

目前绝大多数工作基于纳米酶在短时间内（秒/分钟）表现出的催化活性来评价其催化能力的强弱。而在很多实际生物医学应用场景中（如肿瘤治疗、伤口愈合等），纳米酶需要在更长的时间范围内（小时/天）持续发挥作用。因此研究纳米酶的长时程催化行为，评估其催化的稳定性和可持续性尤为重要。此外，纳米酶的规模化制备是其产业化的基础。目前基于微流道的流动制备是纳米材料合成的研究热点，该技术通过延长产物收集时间、增加管道并联数量即可实现纳米材料的批量制备，且不存在放大效应。因此，发展基于流动化学的纳米酶合成方法有望加速推动纳米酶的产业化进程。

近日，江苏省生物材料与器件重点实验室张宇课题组发展了一种简便、快速、可控的纳米酶流动批量制备方法并解析了一系列纳米酶的类过氧化氢酶（CAT）长时程催化机制。通过调控微流道中的各种反应条件，该工作实现了包括普鲁士蓝（PB）、锰普鲁士蓝（Mn-PB）、Fe₃O₄、CeO₂、Pt和Au在内的常见类CAT纳米酶的快速合成。所开发的制备装置可以在115min内完成60.5g均一、结晶PB纳米酶的批量生产。该工作进一步研究了所合成6种纳米酶在历经类CAT长时程催化后的活性变化，发现催化过程中纳米酶表面的不可逆氧化是影响其催化反应能量曲线、导致催化活性自增强或自消耗的关键因素，揭示了长时程催化在纳米酶催化机制研究和应用设计中的指导意义。

纳米酶流动制备与长时程催化示意图

该工作以“Exploring the Long-term Catalytic Mechanism of Catalase-like Nanozymes Prepared by Flow Chemistry”为题发表于Advanced Functional Materials，江苏省生物材料与器件重点实验室博士生封开政和国家纳米科学中心王真真副研究员为论文的共同第一作者，江苏省生物材料与器件重点实验室张宇教授、马明副教授、武昊安副教授和国家纳米科学中心高兴发研究员为论文的共同通讯作者。