单原子纳米酶的展望：先进的合成技术，功能机理及其生物医学应用

研究背景

“纳米酶(Nanozyme)”是指蕴含酶学特性的纳米材料，它能够在生理条件下催化酶底物的反应，具有如同天然酶一样的催化效率和酶促反应动力性质。但是纳米酶活性中心密度低，导致其催化活性远低于天然酶。而单原子纳米酶的金属中心分散，最大限度地提高了活性中心的原子利用率和密度；另外，明确的配位结构为催化机理研究和设计提供了新的视角。单原子纳米酶具有成为下一代纳米酶的巨大潜力。

研究简介

上海大学叶代新副研究员和赵宏滨教授等研究者近日总结了单原子纳米酶的发展和应用。对单原子纳米酶的合成、功能机制和生物医学应用相关研究进行了综述。

本文要点

（1）单原子纳米酶(SANs)是一种近年来发展迅速的新一代纳米酶，其在生物传感、疾病诊断与治疗、生物成像等领域有着广泛的应用。SANs具有分散的单原子结构和良好的配位环境，也具有显著的催化活性和稳定性。

挑战与展望

目前单原子纳米酶(SANs)具有以下挑战：

（1） 低效的酶样催化活性。尤其是在生理环境下，对具有小分子和自由基的类酶催化性能的SAN的改进仍然具有挑战性。

（1）  精准调控合成SANs，提高其催化活性和稳定性。

相关论文发表在Analytical Chemistry上。文章的第一作者是上海大学沈丽华硕士研究生，通讯作者为上海大学叶代新副研究员和赵宏滨教授。

文献来源

Lihua Shen. et al. Perspectives for Single-Atom Nanozymes: Advanced Synthesis, Functional Mechanisms, and Biomedical Applications. Analytical Chemistry. 2020

DOI：10.1021/acs.analchem.0c04084

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c04084

作者介绍

叶代新副研究员：上海大学特聘副研究员，硕士生导师，上海市青年东方学者。2015年毕业于博士复旦大学，师从国家杰出青年获得者孔继烈教授。2015-2019在瑞典哥德堡大学从事博士后研究，合作导师为瑞典皇家科学院院士Andrew Ewing教授。主要从事新型碳纳米材料开发设计，主要用于电催化和电化学传感领域等。目前已发表文章近50篇，其中第一作者或通讯作者文章28篇，引用1500多次，H指数为20。

赵宏滨教授：现为上海大学理学院化学系科研副主任，可持续能源研究院氢能燃料电池研究中心常务副主任，科技部重点研发计划锂离子和燃料电池会评网评专家。主要研究方向为燃料电池电极材料、锂离子电池、锂硫电池和超级电容器等。至今已发表高水平SCI和EI论文共80余篇，入选ESI高被引论文4篇，HOTPAPER论文1篇，他引总次数超过1600次。

张久俊院士：博士/教授/博士生导师，加拿大皇家科学院院士，加拿大工程院院士，加拿大工程研究院院士，长期从事电化学能源存储和转换的研究和产业化工作。曾担任加拿大国家院首席科学家，并在全球领先的企业任职过高级研究员和项目经理；加拿大国家自然科学基金会评专家、美国国家能源部（DOE）基金委员会评委、国际科技基金仲裁团委员；连续7年入选全球高被引学者名单。至今已发表科学技术论文报告400多篇，被引用22000多次。

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