生物物理研究院教师在《ACS Nano》发表研究论文-德州学院

生物物理研究院教师在《ACS Nano》发表研究论文

发布时间：2026-05-26

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近期，生物物理研究院阎孟霞博士作为第一作者在化学类顶级期刊《ACS Nano》（中科院一区，ESI化学学科TOP期刊，IF：16.0）上发表了题为“In Situ Domain-Confined CoIrOx Clusters within MOFs: Efficient Artificial Nanozymes for Multimodal Sensing”的研究论文，中国科学院长春应用化学研究所杨秀荣院士/王德文研究员、吉林大学包幸福教授为通讯作者。

纳米酶是一类具有类酶催化作用的纳米材料，其中，金属氧化物（MOs）纳米酶因其高稳定性和低生物毒性等优势得到广泛关注，但其粒径大小和中间体吸附能的调控不足会导致活性位点密度低及反应动力学迟缓。

针对上述问题，该工作利用成核速率差异，创新性地提出了一种能同时实现IrOx团簇成核、MOFs形成以及钴（Co）掺杂的一锅法策略，形成MOFs原位限域的Co掺杂IrOx复合物（CoIrOx/CoIr-MOFs）。MOFs纳米片于优先成核的CoIrOx表面形成并抑制了其过度生长和聚集，超小CoIrOx被均匀限制在层间区域并与CoIr-MOFs形成紧密界面。Co掺杂进入IrOx晶格降低了OH*中间体的吸附能，降低了氧还原反应的过电位以及决速步能垒，并增强了催化位点的底物亲和力。CoIrOx/CoIr-MOFs在原位限域与钴掺杂协同调控下的卓越催化性能，可直接催化氧气或过氧化氢生成活性氧（ROS），表现出类多酶（氧化酶、过氧化物酶和漆酶）活性，从而实现不同的信号转导。以CoIrOx/CoIr-MOFs为核心的三模态传感平台对谷胱甘肽表现出高效检测性能。通过精确调控关键组分成核速率，本方法可拓展至其他MOs/MOFs异质结纳米酶体系开发，为未来纳米酶的设计策略及机理探索提供理论依据。

图1. CoIrOx/CoIr-MOFs的合成、催化机理及应用研究示意图

阎孟霞博士长期从事基于新型纳米酶、发光功能化纳米探针的传感器研制及其在疾病诊断、食品安全检测、环境监测等领域中的应用研究。主持山东省自然科学青年基金、横向科研项目、成果转化项目等，以第一/通讯作者在ACS Nano、Biosensors and Bioelectronics、Analytical Chemistry等国际权威期刊发表论文。申请发明专利10余项，授权专利5项。指导学生获国家级大学生创新创业训练计划项目2项，国家级竞赛奖2项、授权实用新型专利和软件著作权5项。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.6c00731

（作者：生物物理研究院阎孟霞供稿审核人：许士才）

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