Au纳米粒子增强金属有机框架的仿生酶活性文献综述

1 研究背景1.1 纳米酶简介随着纳米技术的发展，自2007年Fe3O4纳米材料的类过氧化氢酶活性发现以来，越来越多的材料的类酶作用被发现，以金属、金属氧化物、金属有机框架和碳纳米材料为主，称为纳米酶[1]。

纳米酶是一种以纳米材料模拟蛋白且具有类酶催化活性的物质，因其具有较天然酶更好的稳定性、选择性，成本较低、易于生产等优点，具有替代天然酶的潜质[2]，逐渐收到关注。

对以非生物纳米材料为基础进行结构设计得到的纳米酶应用于生物传感平台的构建[3]、体外诊断[4]以及抗菌[5]、抗炎[6]、抗癌[7]等治疗的研究不断增加。

1.2 金属有机框架（MOF）金属有机框架（MOF）是有机官能团以共价键结合金属原子的结构，具有较大的比表面积和较多孔隙，可作为载体制备MOF-酶复合材料改善天然酶的效能[8]；也可通过引入不同官能团改变电子云分布进而改变键长、电位，进行活性位点调控，调节类酶作用效能。

1.2.1 MOF的类过氧化氢酶作用MOF的过氧化氢酶作用是基于类似Fenton的机理产生羟基自由基，常以3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)的氧化显色反应检测，引入脂肪族二胺基团使MOF表面带有负电荷有利于吸引TMB ，提高活性[9]。

1.2.2 作为生物催化剂的效能评价对于MOF生物催化剂的结构-性能关系评价，通过酶反应动力学对纳米酶的活性进行评价，主要依据米氏常数比较；通过傅里叶变换红外光谱以及X射线衍射等技术对材料进行表征以明确其结构，并分析催化反应的基本步骤、各步骤的能量变化配合理论计算可以得到量化关系，如Weiqing Xu等人对MIL-101(Fe)进行设计，得到引入强吸电子基团如硝基可以提高其类过氧化物酶活性，而胺基则效果不明显[3]。

而Jiangjiexing Wu等人对MIL-47(V)进行设计以期提高其类谷胱甘肽过氧化物酶活性，得到MIL-47(V)-NH2 MOF纳米酶在抗炎应用中具有最高的应用价值[6]。

二者略有差异，后者并未进行严格的材料结构分析，主要着眼于生物应用，除去二者选择的MOF不同，这还提示我们关注纳米酶在体内外发挥作用的差异，体内应用还需考虑生物兼容性等因素。

1.3 金纳米粒子（AuNPs）纳米金催化剂以纳米材料负载Au催化，Au与金属氧化物共价连接的催化剂对于大多数反应是Au与纳米粒子的协同作用，而以孤立的Au阳离子是主要活性位点，选择与Au相互作用较强的还原性载体，增加粒子表面氧缺陷有利于提高催化效能[10]，从另一方面来说纳米材料提供了反应场所，使底物集中在这一部位。