鋯氧簇-鐵卟啉分子納米材料(Zr6 cluster)-Fe-TCPP-PCN-222(Fe)

金屬有機框架(MOF)納米材料作為納米酶引起了人們的關(guān)注。一方面因為MOF結(jié)構(gòu)中的金屬離子和有機配體都可以被設(shè)計為活性位點。另一方面MOF的孔道結(jié)構(gòu)可以調(diào)控底物的擴散，進而來影響其催化活性。

   金屬卟啉在自然界中有許多重要的作用，如光捕獲、氧氣運輸以及催化等。其中鐵卟啉是許多過氧化物酶以及蛋白質(zhì)的輔因子，包括過氧化物酶、細(xì)胞色素c、血紅蛋白和肌紅蛋白。受此啟發(fā)，基于鋯氧簇(Zr6 cluster)和鐵卟啉分子Fe-TCPP(TCPP=tetrakis(carboxyphenyl)porphyrin)構(gòu)建了一種穩(wěn)定的MOF納米材料用于天然過氧化物酶的模擬，即PCN-222(Fe) (PCN=Porous Coordination Networks)，其中一個Zr6和8個羧基配位，結(jié)構(gòu)如圖1所示。PCN-222(Fe)相比于其他金屬有機框架而言，具有較大的孔徑(3.7 nm)，足以使得過氧化物酶底物從溶液擴散到催化位點。

圖1. PCN-222示意圖

PCN-222(Fe)對酸環(huán)境和高溫具有超強的耐受性，這一點可以通過XRD和BET測試證明。如圖2所示，經(jīng)過水、沸水、2 M HCl、4 M HCl、8 M HCl以及濃鹽酸處理24 h后仍然具有非常好的結(jié)晶性。同時，N2吸附脫附曲線也沒有發(fā)生**變化，說明其比表面積以及孔徑分布得以維持。PCN-222(Fe)的穩(wěn)定性主要源自于Zr4+和O的強相互作用。

圖2. PCN-222(Fe)經(jīng)過各種條件處理之后的XRD譜圖(a)以及N2吸脫曲線和孔徑分布(b)

進一步，以鄰苯三酚作為過氧化物酶底物(圖3a)，在雙氧水存在下測定其動力學(xué)參數(shù)。如圖3b-c所示，通過測定不同濃度底物的初始反應(yīng)速率、速率與濃度的雙倒數(shù)作圖，且實現(xiàn)了一個非常良好的線性擬合，**得到米氏常數(shù)Km為0.33 mM，速率常數(shù)Kcat為16.1 min-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于血紅素的2.4 min-1。隨后以3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺(TMB)為底物，比較不同金屬卟啉基PCN-222的催化性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有PCN-222(Fe)在雙氧水存在下可以使得TMB發(fā)生顯色反應(yīng)(圖3d)。

圖3.鄰苯三酚作為底物的反應(yīng)方程式(a), 動力學(xué)測試(b-c)，不同金屬卟啉基PCN-222加入到TMB溶液中(含雙氧水)反應(yīng)1 min，1為無，2-8分別對應(yīng)PCN-222(Fe), PCN-222(Mn), PCN-222(Co), PCN-222(Ni), PCN-222(Cu), PCN-222(Zn), PCN-222

除了測試鄰苯三酚動力學(xué)以外，也測定了TMB以及鄰苯二胺(OPD)的動力學(xué)參數(shù)，結(jié)果表明PCN-222(Fe)活性仍比血紅素的高。出現(xiàn)這一結(jié)果的主要原因是1：單位分子質(zhì)量下該MOF的催化位點濃度遠(yuǎn)高于天然酶，如辣根過氧化物酶(HRP)；2：三維的框架可以防止鐵卟啉分子發(fā)生聚集；3：介孔的結(jié)構(gòu)不會影響底物的擴散。

pg電子官方庫存試劑列表：

UDP-葡萄糖（UDP-Glc）    

UDP-半乳糖（UDP-Gal）    

UDP-木糖（UDP-Xyl）    

MIL-101(Cr)    

40nm鋅粉    

70nm鋅粉    

100nm鋅粉    

150nm鋅粉    

Alisertib cas:1028486-01-2    

panobinostat cas：404950-80-7    

ATTO 488 NHS ester    

納米SB2O3,20-30NM    

FITC-GSL-I    

Ipatasertib CAS No. : 1001264-89-6    

FITC-WFA    

Hof-6a    

fitc-紫杉醇    

N 摻雜碳點    

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-Mannose, MW:2000    

MIL-53(Fe)    

MIL-88B(Fe)    

MIL-101(Fe)    

cas：27314-97-2替拉扎明    

PEG-BMA-PDSMA    

ITO導(dǎo)電玻璃100*100*1.1MM    

無導(dǎo)電層玻璃100*100*1.1MM    

ITO導(dǎo)電膜PEN200*200*0.125mm    

無導(dǎo)電層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    

Concanavalin A-FITC    

UDP-GALNAZ    

PEN柔性ITO導(dǎo)電薄膜    

PET柔性ITO導(dǎo)電薄膜    

環(huán)糊精-丙烯酸定制    

C18反向硅膠薄層層析板10*2.5cm    

中性氧化鋁層析板10*2.5cm    

四苯乙烯單季銨鹽    

Mesoporous silica coating Fe3O4 nanoparticles（100nm）    

dspe-peg5000-mal    

水溶性球形金納米顆粒 200nm    

上述產(chǎn)品pg電子官方生物均可供應(yīng)，僅用于科研，不可用于人體實驗!

wyf 08.03