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异质结构纳米材料具有易制备、应用范围广等特点,被广泛应用于样品前处理技术、固定化酶反应体系及催化反应等多种研究中。而基于金属复合体系组装的异质结构纳米材料可以实现复杂生物样品中多目标物的有效分离,并形成了成熟的商品化分离固载体系。但由于不同金属之间活性制约、组分分离效果限制及金属配位配体选择性等制约,金属复合体系的选择性及负载效果较差,这使得异质结构纳米材料难以在复杂生物样品分离分析中发挥作用。

在国家自然科学青年基金项目(22004105)的支持下,我校在新型磁性异质结构纳米材料制备及酶分离负载技术研究上取得进展。近日,项目负责人郭志勇博士副教授与张晨老师以共同第一作者方式,在国际知名学术期刊Small发表 了“Virus-Like Magnetic Heterostructure: an Outstanding Metal-Complex Active Platform Enables High-Efficiency Separation and Catalysis” 的研究论文  (Small,IF:13.3,中科院一区,Doi:https: // doi. org/ 10.1002/smll.202303765)。

相比于现有方法,课题组提出采用第一过渡态金属铜作为金属配体以及具有更强金属配位能力的硝酸根、铵根作为配体,通过在可控磁场作用下合成金属复合体系组装的异质结构纳米材料。上述复合体系可应用于复杂组织样品中生物酶的选择性分离固载,并且其生物酶固载催化效率是单独酶的3.4倍,大大提升酶分离催化效率。课题组在2020年设计了基于金属锌、锆磷酸水合物的复杂样品预处理技术,并应用于血清样品中高丰度蛋白的有效去除及商品酶的有效负载,其最有酶催化效率提升可达2.67倍(郭志勇,ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13, 37915.)。通过室温条件下将双亲性复合物(多巴胺、N-乙烯基哌嗪体系,低温共融溶剂体系)进一步与上述金属复合体系相结合,将体系应用于复杂样品中糖基化蛋白高选择性分离,相比于现有体系提高了吸附选择性及容量(郭志勇,Materials Chemistry Frontiers, 2022, 6, 237,郭志勇,Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2022, 414, 6393.)。











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