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[原创]吉林大学王策教授和卢晓峰教授：静电纺纳米纤维及其复合材料模拟酶构筑和传感应用（2019-01-16 16:46:58）

标签：静电纺丝 纳米纤维  

酶催化是一类介于均相和非均相之间的具有非常高的催化活性和选择性的催化反应。自从2004年纳米酶的概念被提出以来，纳米酶的制备及其应用研究成为近年来酶催化领域非常引人关注的课题之一。相对于天然酶，纳米酶具有催化活性可调、环境稳定性优异、制备简单、成本低等优点，得到了相关领域科学家们的广泛关注。静电纺丝技术是近十几年发展起来的一种简单通用制备一维纳米结构材料的重要方法，其制备的一维纳米结构材料具有组成、形貌、结构容易调控的优点。另外，静电纺纳米纤维（包括部分无机纳米纤维）可以以无纺布的形式存在，拓展了其在催化、环境、能量存储和转换领域中的实际应用。

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近期吉林大学王策教授和卢晓峰教授等在爱思唯尔旗下期刊Composites Communications上发表的题为“Electrospun nanofibrous materials: A versatile platform for enzyme mimicking and their sensing applications”的综述论文。如图1所示，作者详细介绍了不同种类金属氧化物、碳基复合材料、导电聚合物基复合材料以及金属硫化物基复合材料模拟酶的构筑，讨论了一系列不同组成、结构和形貌的静电纺纳米纤维及其复合材料的类过氧化物酶和类氧化物酶性质，探索了提高静电纺纳米纤维基模拟酶材料催化活性的方法，归纳了静电纺纳米纤维及其复合材料模拟酶催化反应的机理，并详细总结了近期这些材料在高灵敏生物传感中的应用。

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图1. 不同种类静电纺纳米纤维及其复合材料模拟酶构筑、催化反应机理以及传感应用。

尽管目前静电纺纳米纤维基模拟酶材料取得了一些进展，但是该领域所发表的工作仍然很少，也有很多具有挑战性的工作等待我们去攻克。首先，静电纺纳米纤维基模拟酶材料催化活性相对于天然酶还很低，因此需要调控静电纺纳米纤维材料的形貌、结构、尺寸以及结晶性等来提高其催化活性。目前，一些新颖的诸如空心、核壳、Janus等结构已经或者有望被用做高效的纳米酶材料。其次，目前静电纺纳米纤维基模拟酶材料在类过氧化物酶以及类氧化物酶催化反应中得到了应用，但是对于其他氧化还原反应以及水解反应的模拟酶催化活性还没有报道，还需要开发新颖的纳米酶催化剂以实现在更多反应中的应用。再次，酶对基底的优异的选择性是酶催化反应的一个重要优势。因此，提高静电纺纳米纤维基模拟酶材料的基底选择性也是一项非常具有挑战性的工作。最后，在传感领域的应用中，提高静电纺纳米纤维基模拟酶材料的传感性能是我们的重要目标，可以借助其它例如荧光、电化学以及表面增强拉曼光谱等检测手段。总之，静电纺纳米纤维及其复合材料在模拟酶构筑领域具有非常大的优势，在将来可以更广泛地应用在超灵敏生物检测、疾病诊断和环境监测等领域。

链接地址：http://www.espun.cn/news/detail-650.html

文章来源：易丝帮