高效特异性MOFs基单点纳米酶的制备与应用研究

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成果单位：北京师范大学

合作方式：合作开发

所处阶段：概念

关键词：环境监测污染物监测肿瘤治疗Cu-A纳米片氧化纳米酶高通量识别表面磷酸化选择性催化

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

当前环境监测与肿瘤治疗领域面临高效识别污染物与精准治疗技术的挑战。传统方法往往灵敏度低、选择性差，难以满足高通量监测与个性化治疗的需求。

解决方案

本项目通过Cu2+与腺嘌呤配位合成Cu-A纳米片，作为高效特异性氧化纳米酶。该酶在特定缓冲溶液中展现出对邻苯二胺类及同系物的高效催化活性，实现了低至50μM芳香胺的高通量识别与检测，为环境监测提供新手段。同时，通过表面磷酸化处理，使Cu-A纳米酶在PBS缓冲溶液中选择性催化抗坏血酸，揭示了其在肿瘤治疗中的潜力，细胞实验展示良好治疗效果，为广谱肿瘤治疗开辟新途径。

竞争优势

本研究制备的MOFs基单点纳米酶具有高效、特异性的催化性能，不仅在环境监测中实现高通量、低浓度的芳香胺检测，还展现出在肿瘤治疗领域的广阔应用前景。与现有技术相比，该技术具有更高的灵敏度与选择性，且制备方法简单、成本较低，有望推动环境监测与肿瘤治疗技术的革新与发展。

成果描述

成果公开日期

20250113

所属产业领域

科学研究和技术服务业

转化现有基础

在实验室范围内的研究成果，结果稳定

转化合作需求

具有场景应用需求和相关资金支持

转化意向范围

可国（境）内外转让

转化预期效益

有望在环境监测和肿瘤治疗方面具有一定的社会效益

项目名称

北京市自然科学基金面上项目

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

在科技项目“高效特异性MOFs基单点纳米酶的制备与应用研究”的资助下，开发了一类高效特异性氧化纳米酶，具体的研究成果如下：（1）通过Cu2+与腺嘌呤(A)的配位，合成了克量级的Cu-A纳米片。作为氧化纳米酶，探究了Cu-A氧化纳米酶催化活性的缓冲溶液种类和浓度依赖性（Tris-HCl, Tris-HAc, PBS, BR, HEPES, and MES)以及盐(NaNO2, NaHCO3, NH4Cl, KCl, NaBr, and NaI)依赖性，分别实现了在BR缓冲溶液中（含NaCl, NaBr和NaI）对邻苯二胺类的高效特异性催化。随后，将催化底物分子拓展到邻苯二胺的同系物，发现了同样的催化氧化特征。接着，以BR缓冲溶液中分别含NaCl, NaBr和NaI为传感通道，实现了高通量识别与检测低至50 μM的多种芳香胺。相关研究成果申请了发明专利: 一种氧化模拟酶及制备方法与应用（202211351372.X），目前处于实审阶段。该技术有望应用于环境体系中对多种污染物的高通量监测。（2）通过将Cu-A纳米酶表面磷酸化，实现了在PBS缓冲溶液中对抗坏血酸（维生素C）的选择性催化，在详细解释选择性催化机制的基础上，探究在肿瘤治疗中的潜在应用，在细胞水平展示了优质的治疗效果(25 μg/mL材料 + 1 mM AA)。相关研究申请了一项授权专利：一种高特异性抗坏血酸氧化模拟酶及其制备方法和应用（202210659113 .7）。该技术有望应用于广谱肿瘤治疗。