IF 12.1！通过液态金属纳米酶进行 pH 可切换的多酶模拟

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液态金属（LM）具有独特的可逆形貌和可调电子性能，已成为设计先进纳米酶的有前途的平台。纳米酶中的催化活性通常高度依赖于环境 pH 值。本文设计了一种具有 pH 可切换酶活性的磁性 LM 缓冲氧化铁纳米酶（FeOx@EGaIn），其中 LM 作为电子传递底物，有效提高了催化效率。由于氧化铁在酸碱体系中不同的氧化形式和局部电子性质，FeOx@EGaIn 纳米酶在酸性条件下表现出优异的过氧化物酶（POD）催化活性（Km = 2.12 mM，vmax = 1.96 × 10−6 M s−1），在中性至碱性条件下转变为过氧化氢酶活性（CAT），催化稳定性高。而其独特的磁响应能力为催化剂回收提供了更方便的可能性。此外，纳米酶的可切换酶活性为生物传感应用提供了新途径，特别是在检测广泛的 pH 响应性生物分子方面。以液态金属纳米酶为比色传感平台，对生物分子进行动态检测，揭示了电子微环境在调控纳米酶催化活性中的关键作用，也拓展了液态金属在催化、传感检测和生物医学领域的应用前景。

创新点

1.本研究创新性地将液态金属作为电子传递底物引入纳米酶设计，利用其独特的可逆形貌和可调电子性能，显著提升了催化效率，突破了传统纳米酶依赖单一活性位点的局限。

2.通过巧妙调控氧化铁在酸碱环境中的氧化形式及局部电子性质，实现了纳米酶活性的pH可切换功能，使其在酸性条件下展现优异的过氧化物酶活性，而在中性至碱性条件下转化为过氧化氢酶活性，这种动态适应性为智能催化材料开发提供了新范式。

3.集成磁性组分赋予纳米酶高效的磁响应能力，不仅简化了催化剂的回收与再利用过程，还解决了均相催化中分离困难的技术挑战，增强了实际应用的可行性。

对科研工作的启发

1.该研究深刻揭示了电子微环境在调控纳米酶催化活性中的关键作用，强调通过材料表界面工程优化电子传递路径，可为理解仿生催化机制开辟新视角。

2.液态金属作为多功能平台的应用启发科研人员探索其与其他功能性材料的复合，以设计更高效、可调控的催化系统，拓展纳米材料在能源和传感领域的跨界融合。

3.pH响应性酶活性的发现促进了智能催化概念的发展，激励研究者开发更多外部刺激（如光、温度）响应的纳米酶，推动自适应催化体系向动态化、精细化方向演进。

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pH-Switchable Multi-Enzyme-Mimicking via Liquid Metal Nanozyme

Pub Date : 2025-05-26

DOI: 10.1002/smll.202502752

Yuhe Shen,  Xiaojian Xu,  Ruizhe Xing,  Yuefei Wang,  Rongxin Su,  Jie Kong,Renliang Huang,  Michael David Dickey,  Wei Qi