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最近,多种无机纳米材料相继被发现具有类似天然酶的活性,可作为模拟酶代替天然酶应用于生物催化与检测。这些纳米尺度的模拟酶具有造价低廉、活性稳定、易存贮运输等优点,但其催化活性与天然酶仍存在较大差距。如何获得更高的催化活性遂成为纳米材料模拟酶领域的重要研究方向。 本文合成了Co3O4纳米颗粒,并对其模拟酶活性进行了研究。首先,本文发现Co3O4纳米颗粒具有过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶三种模拟酶活性,且活性远高于类似的Fe3O4纳米颗粒。通过对其催化机制进行研究,本文发现Co3O4纳米颗粒不遵循先前报道的Fenton反应机制,可能属于电子传递机制。较高的Co3+/Co2+氧化还原电位被认为是导致Co3O4纳米颗粒在活性和机制方面与Fe3O4纳米颗粒不同的主要原因。 为了获得更高的催化活性,本文合成了不同形貌的Co3O4纳米颗粒,研究了不同晶面的暴露对催化活性的影响,发现表面暴露(112)面的纳米颗粒催化活性高于表面暴露(110)面的纳米颗粒,高于表面暴露(100)面的纳米颗粒,这一顺序与不同晶面Co3+的数量相吻合。 最后,利用Co2+与组氨酸的特异性配位能力,将尾部带有组氨酸标签的抗EGFR抗体标记在Co3O4纳米颗粒表面,构建纳米探针。基于Co3O4纳米颗粒的高过氧化物酶活性,该探针在肿瘤组织切片EGFR的免疫组化检测中表现出了良好的特异性和灵敏度。