锆氧簇-铁卟啉分子纳米材料(Zr6 cluster)-Fe-TCPP-PCN-222(Fe)

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锆氧簇–铁卟啉分子纳米材料(Zr6 cluster)–Fe-TCPP–PCN-222(Fe)

金属有机框架(MOF)纳米材料作为纳米酶引起了人们的关注。一方面因为MOF结构中的金属离子和有机配体都可以被设计为活性位点。另一方面MOF的孔道结构可以调控底物的扩散，进而来影响其催化活性。

   金属卟啉在自然界中有许多重要的作用，如光捕获、氧气运输以及催化等。其中铁卟啉是许多过氧化物酶以及蛋白质的辅因子，包括过氧化物酶、细胞色素c、血红蛋白和肌红蛋白。受此启发，基于锆氧簇(Zr6 cluster)和铁卟啉分子Fe-TCPP(TCPP=tetrakis(carboxyphenyl)porphyrin)构建了一种稳定的MOF纳米材料用于天然过氧化物酶的模拟，即PCN-222(Fe) (PCN=Porous Coordination Networks)，其中一个Zr6和8个羧基配位，结构如图1所示。PCN-222(Fe)相比于其他金属有机框架而言，具有较大的孔径(3.7 nm)，足以使得过氧化物酶底物从溶液扩散到催化位点。

锆氧簇-铁卟啉分子纳米材料(Zr6 cluster)-Fe-TCPP-PCN-222(Fe)

图1. PCN-222示意图

PCN-222(Fe)对酸环境和高温具有超强的耐受性，这一点可以通过XRD和BET测试证明。如图2所示，经过水、沸水、2 M HCl、4 M HCl、8 M HCl以及浓盐酸处理24 h后仍然具有非常好的结晶性。同时，N2吸附脱附曲线也没有发生显著变化，说明其比表面积以及孔径分布得以维持。PCN-222(Fe)的稳定性主要源自于Zr4+和O的强相互作用。

锆氧簇-铁卟啉分子纳米材料(Zr6 cluster)-Fe-TCPP-PCN-222(Fe)

图2. PCN-222(Fe)经过各种条件处理之后的XRD谱图(a)以及N2吸脱曲线和孔径分布(b)

进一步，以邻苯三酚作为过氧化物酶底物(图3a)，在双氧水存在下测定其动力学参数。如图3b-c所示，通过测定不同浓度底物的初始反应速率、速率与浓度的双倒数作图，且实现了一个非常良好的线性拟合，最终得到米氏常数Km为0.33 mM，速率常数Kcat为16.1 min-1，远远高于血红素的2.4 min-1。随后以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)为底物，比较不同金属卟啉基PCN-222的催化性能，结果发现只有PCN-222(Fe)在双氧水存在下可以使得TMB发生显色反应(图3d)。

锆氧簇-铁卟啉分子纳米材料(Zr6 cluster)-Fe-TCPP-PCN-222(Fe)

锆氧簇-铁卟啉分子纳米材料(Zr6 cluster)-Fe-TCPP-PCN-222(Fe)

图3.邻苯三酚作为底物的反应方程式(a), 动力学测试(b-c)，不同金属卟啉基PCN-222加入到TMB溶液中(含双氧水)反应1 min，1为无，2-8分别对应PCN-222(Fe), PCN-222(Mn), PCN-222(Co), PCN-222(Ni), PCN-222(Cu), PCN-222(Zn), PCN-222

除了测试邻苯三酚动力学以外，也测定了TMB以及邻苯二胺(OPD)的动力学参数，结果表明PCN-222(Fe)活性仍比血红素的高。出现这一结果的主要原因是1：单位分子质量下该MOF的催化位点浓度远高于天然酶，如辣根过氧化物酶(HRP)；2：三维的框架可以防止铁卟啉分子发生聚集；3：介孔的结构不会影响底物的扩散。

金畔库存试剂列表：

UDP-葡萄糖（UDP-Glc）    

UDP-半乳糖（UDP-Gal）    

UDP-木糖（UDP-Xyl）    

MIL-101(Cr)    

40nm锌粉    

70nm锌粉    

100nm锌粉    

150nm锌粉    

Alisertib cas:1028486-01-2    

phaiobinostat cas：404950-80-7    

ATTO 488 NHS ester    

纳米SB2O3,20-30NM    

FITC-GSL-I    

Ipatasertib CAS No. : 1001264-89-6    

FITC-WFA    

Hof-6a    

fitc-紫杉醇    

N 掺杂碳点    

cas：27333-47-7    

cy5-ova    

PFOPVcas:1383605-56-8    

超氧化物歧化酶SOD    

Eu3+/mil-124(Ga)    

2-辛炔酸-牛血清白蛋白    

DSPE-PEG-Mhainose, MW:2000    

MIL-53(Fe)    

MIL-88B(Fe)    

MIL-101(Fe)    

cas：27314-97-2替拉扎明    

PEG-BMA-PDSMA    

ITO导电玻璃100*100*1.1MM    

无导电层玻璃100*100*1.1MM    

ITO导电膜PEN200*200*0.125mm    

无导电层PEN膜200*200*0.125mm    

ZIF-11    

TB1    

Zr-based MOF/PCN-222    

TPE-2SO3Na    

TPE-丙烯酸    

FITC-BSA    

石墨相氮化碳 g-C3N4    

Conchaiavalin A-FITC    

UDP-GALNAZ    

PEN柔性ITO导电薄膜    

PET柔性ITO导电薄膜    

环糊精-丙烯酸定制    

C18反向硅胶薄层层析板10*2.5cm    

中性氧化铝层析板10*2.5cm    

四苯乙烯单季铵盐    

Mesoporous silica coating Fe3O4 nhaioparticles（100nm）    

dspe-peg5000-mal    

水溶性球形金纳米颗粒 200nm    

上述产品金畔生物均可供应，仅用于科研，不可用于人体实验!

wyf 08.03