nanozyme

定義：一類既有納米材料的獨特性能，又有催化功能的模擬酶。既不同于天然酶，也不同于化學酶。由于其具有催化活性高、穩定而經濟的特點，在醫學檢測、化工、食品、農業、環境監測與治理等多個領域得到廣泛應用。如在過氧化氫存在下，磁性納米粒、金屬納米粒、碳納米材料等可以催化辣根過氧化物酶的底物產生反應，表現出類似過氧化物酶的活性。

學科：生物物理學_納米生物學_納米仿生學

相關名詞：蛋白質 催化作用 納米粒子

圖片來源：視覺中國

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酶是一類特殊蛋白質，在生物體內發揮著至關重要的催化作用，具有底物專一、高效、反應溫和等特性。然而，天然酶在應用過程中往往因為容易變性、制備成本高、回收再利用率低等缺點而受到限制。2007年，我國科學家閻錫蘊院士等人發現四氧化三鐵納米粒子可作為過氧化物模擬酶，并提出了“納米酶”概念。納米酶，顧名思義，是一類既具有納米材料的獨特性能，又具備催化功能的模擬酶，由金屬、金屬氧化物、碳材料等納米粒子構成，通過表面效應、尺寸效應等實現高效催化。

納米酶通常有兩種類型，一類是納米材料本身具有的類似天然酶的催化活性，另一類是納米材料起到載體的作用，將天然酶修飾在納米材料上。根據原料的不同，納米酶可分為金屬基、非金屬基、金屬-有機骨架基等類型。根據催化作用不同，納米酶可分為水解酶、氧化酶、還原酶等類型。

納米酶的制備方法主要包括化學合成法、生物合成法和物理方法等，其中，化學合成法具有操作簡便、產量高等優點，廣泛應用于納米酶的制備。常用的納米酶化學合成法包括浸漬法、水熱法、溶劑熱法、共沉淀法等。

納米酶具有與天然酶相似的催化性能，但基于其特殊的尺寸、形貌、表面修飾等納米結構特點，納米酶在高催化效率、高穩定性、可調控性、多酶活性、低成本、易于儲存和易攜帶等方面具有顯著優勢，使其在很多領域展現出特殊應用潛力。

1.在醫學領域，作為一種新型的生物催化劑，納米酶在體外診斷和體內治療方面都展現出獨特的優勢，如疾病診斷、藥物輸送、生物成像等。

2.在環境保護領域，某些納米酶可以催化分解有機污染物，將其轉化為無害的物質，還可以用于重金屬離子的去除和回收以及廢水處理、空氣凈化等，減少對環境的危害。

3.在食品加工領域，納米酶被廣泛應用于食品抗氧化保鮮、有害物質的檢測等，保障食品安全。

4.在能源領域，納米酶可以用于燃料電池的催化反應和太陽能電池的光電轉換等。

5.在農業領域，納米酶可以用于農藥的降解、農藥殘留檢測、土壤修復等。

責任編輯：張鵬輝