ИСТИНА

Вдохновлённая природой, но стремящаяся преодолеть высокую стоимость и низкую стабильность ферментов, разработка нанозимов – наноматериалов, имитирующих ферментативную активность – стала отдельной областью биомиметики. Особый интерес представляют нанозимы с пероксидазной активностью. К сожалению, подавляющее большинство известных нанозимов не подходят под оба ключевых критерия, необходимых для реального применения в качестве альтернативы пероксидазе хрена (специфичность и высокая активность в нейтральных pH), что делает анализ реальных биологических образцов невозможным. Однако каталитически синтезированные наночастицы берлинской лазури (НЧ БЛ) подходят под оба критерия [1]. Каталитический синтез НЧ БЛ заключается в контролируемом восстановлении Fe[Fe(CN)6]. Использование H2O2 как восстановителя, с одной стороны, позволяет получать частицы с минимальными примесями, так как образующийся при восстановлении H2O2 кислород покидает реакционную смесь. С другой стороны, использование мономеров проводящих полимеров также возможно. Подвергаясь окислительной полимеризации в процессе синтеза, мономеры восстанавливают Fe[Fe(CN)6] до БЛ, образуя композитные НЧ БЛ/проводящий полимер. Использование мономеров с различными группами позволяет функционализировать наночастицы на стадии синтеза. В добавок, данная методика позволяет контролировать диаметр получаемых наноструктур на стадии синтеза. Каталитически синтезированные НЧ БЛ обладают рекордной для наноструктур берлинской лазури каталитической активностью. Рассчитанные каталитические константы сравнимы с пероксидазой хрена и даже превосходят их вплоть до четырёх порядков величины. Была изучена селективность данных НЧ БЛ к органическим гидропероксидам. Наночастицы с dср = 70 нм в 2 раза селективнее пероксидазы для пероксида 2-бутанона и гидропероксида кумола и в 3.5 раз селективнее для трет-бутилгидропероксида. Смесь НЧ БЛ и печной сажи была коиммобилизована с ферментами-оксидазами (лактатоксидазой и глюкозооксидазой) в полимерных матрицах. Нанесение коллоидного раствора полученной смеси позволяет в одну стадию получать готовые биосенсоры. В сравнении с биосенсорами, получаемыми двухстадийной послойной иммобилизацией трансдьюсерного и биораспознающего слоёв, вышеупомянутые биосенсоры в три раза дольше сохраняют 95% исходного сигнала и на порядок превосходят последних в чувствительности [3]. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 21-73-10123). [1] Komkova M.A., Karyakina E.E., Karyakin A.A., J. Am. Chem. Soc 2018, 140, 11302–11307 [2] Komkova M.A., Zarochintsev A.A., Karyakina E.E., Karyakin A.A., J. Electroanal. Chem. 2020, SI(872), 114048 [3] Komkova M.A., Andreeva K.D., Zarochintsev A.A., Karyakin A.A. ChemElectroChem 2021, 8, 1117-1122