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我校朱虎教授团队在纳米酶研究领域取得重要进展

时间:2026-06-16浏览:10设置

纳米酶兼具天然酶的催化效率与纳米材料的结构稳定性,在水体污染物检测与治理领域展现出广阔应用前景。其中,具有卤过氧化物酶(HPO)活性的纳米酶因能够原位生成强氧化性次卤酸,实现高效抗菌和污染物降解,近年来备受关注。然而,现有HPO纳米酶的催化活性普遍依赖酸性环境(最适pH 4–6),在海水(pH8.1)或工业碱性废水(pH≥9)等实际场景中性能显著下降乃至失效,成为制约其应用的关键瓶颈。

针对这一难题,福建师范大学化学与材料学院朱虎教授与郑永芳副教授团队成功开发出一种通过简便路线合成的磷酸铜纳米花(CPN),可作为超强碱适应性卤过氧化物酶模拟物。该材料在pH 7–10范围内均保持高效、稳定的催化活性,即使在pH 9pH 10条件下连续暴露50天后,其活性仍几乎不受影响,展现出迄今罕见的碱耐受性能。研究表明,CPN具有一种全新的动态表面转化活性保持机制:在碱性环境中,其表面原位转化为同样具备催化活性的氢氧化铜相,从而自适应地维持催化功能,实现持久稳定的性能。这一发现颠覆了碱性环境必然导致金属基纳米酶失活的传统认知,为耐碱型纳米酶的设计提供了全新思路。基于CPN优异的碱适应性,团队构建了一种多通道传感器阵列,可在碱性条件下有效区分六种酚类污染物。该阵列不仅能识别不同种类的酚,还能区分同一种酚的不同浓度及其混合体系,即使对结构极为相似的氯代酚类亦能实现精准分辨。此外,CPN还表现出卓越的杀菌和抗生物膜能力,能够有效抑制细菌在塑料表面的黏附,具备海洋防污、管道清洗等实际应用潜力。  

该研究成果以“An Ultrahighly Alkali-Adaptive Haloperoxidase Mimic for Phenolic Pollutant Discrimination and Biofilm Inhibition in Harsh Alkaline Environments”为题,发表于《Water Research》(Nature Index收录期刊,中科院1Top期刊)福建师范大学为该论文的唯一完成单位。化学与材料学院郑永芳副教授与2023级硕士研究生田舒荔为论文共同第一作者,朱虎教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(22307018U1805234)、福建省自然科学基金(2023H60112025J01631)、福厦泉国家自主创新示范区协同创新平台项目(2022FX3)、福建省卫生健康中青年科研重大专项(2023ZQNZD020)、福建省高等学校科技创新团队(高性能功能生物材料的创制及产业化)、福建省百人计划、生物医用材料与组织工程闽台科技合作基地(2021D039)、福建师范大学高层次人才科研启动基金等项目的资助。

原文链接:https://authors.elsevier.com/sd/article/S0043-1354(26)00982-6


化学与材料学院


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