加拿大滑铁卢大学刘珏文教授团队与湖南大学刘剑波教授团队合作发现带负电荷脂质体能增强类过氧化物纳米酶的活性，并在中性，碱性条件下利用催化双氧水使底物TMB显色。
纳米酶是一类无机催化剂。相比于天然酶，纳米酶具有价格低廉，稳定性高，易制备等优势。近年来，多种纳米酶被相继发现与制备。其中，类过氧化物纳米酶能利用双氧水，替代传统的辣根过氧化物酶（HRP），在环境、分析、生物医学等领域具有重要的应用前景。
然而，通常情况下类过氧化物酶在pH4的弱酸性条件下具有最大的催化效果，而在中性及碱性条件下的活性显著抑制。研究者们筛选了大量的离子，小分子，和生物大分子来提高其催化活性。磷脂是生物膜的主要成分，带电荷的脂质体分子聚集形成的磷脂双分子层具有类聚电解质性质。可以通过改变磷脂的成分而控制所制备脂质体的性质。在此工作中，研究团队考察了用磷脂层调节过氧化物酶的可行性。
研究表明，三种分别具有正、中、负电性的脂质体均能够通过四氧化三纳米酶表面铁离子与磷脂头部的氧、氮、磷原子的螯合作用结合。其中，在过氧化氢和显色底物TMB的存在下，二油酰基磷脂酰丝氨酸（DOPS）脂质体能够有效地增强类过氧化物酶在中性，碱性条件下的催化显色作用。然而带其他电荷的脂质体均不能提高活性。
图1吸附于带负电荷磷脂表面的四氧化三铁纳米酶催化TMB生成氧化TMB(oxTMB+)。带正电的oxTMB+通过静电作用吸附于带负电荷的磷脂膜表面，而在没有负电荷磷脂膜的情况下oxTMB+容易回到无色底物状态。
进一步研究表明，DOPS能够在中性条件下稳定氧化产物oxTMB+，而在没有DOPS的情况下oxTMB+较容易回到无色底物状态（如图1所示）。不同带负电荷的聚电解质在中性条件下对过氧化物酶氧化TMB均有一定的增强作用，但是DOPS提高效率最高且最稳定。这种基于DOPS磷脂的活性增强可以应用于其他过氧化物纳米酶如CeO2及蛋白酶如辣根过氧化物酶体系中。最后，基于这一发现在中性条件利用Fe3O4纳米酶检测双氧水及葡萄糖，其检测限可分别达到4.6μM和38.5μM。本研究拓展了纳米酶在中性及碱性条件下分析检测的应用。
论文信息：
LiposomeBoostedPeroxidaseMimickingNanozymesBreakingthepHLimit
QiaoshuChen,YiboLiu,JianboLiu,JuewenLiu
文章第一作者为国家公派联合培养博士生陈巧舒
Chemistry–AEuropeanJournal
DOI:10./chem.
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