虽然某些离子由于其独特的化学性质可以调控纳米材料的类酶活性，但其调控机制的探索仍是一个巨大的挑战。

  基于此，西北师范大学卢小泉教授和天津大学张守婷副教授发现Cr6+(CrO42-)作为智能开关可以显著提高银纳米粒子(Ag NPs)的类过氧化物酶(POD-like)活性。

  图1.(a) Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化材料的合成工艺。(b) CS的SEM图像。(c) Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化的SEM和TEM图像。(e) Ag NPs在Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化上的HRTEM图像。(f) Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化物的TEM图像(附图：在Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化物上Ag NPs的尺寸分布图)。(g) CS/PEG/Ag和Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化物的XRD谱图(插图：Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化物的CS XRD谱图)。

  相关工作以“Hexavalent Chromium as a Smart Switch for Peroxidase-like Activity Regulation via the Surface Electronic Redistribution of Silver Nanoparticles Anchored on Carbon Spheres”为题发表在Analytical Chemistry上。

  图2. (a)不同反应体系在652 nm处的紫外吸光度。(b)在H2O2、TMB、Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化反应体系中加入Cr6+前后的对比图。(c)在Cr6+浓度为1μM和10μM时，没有PBQ和IPA存在时，Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化物的相对活性。(d)加入Cr6+前后Cal-CS/PEG/Ag纳米杂化物上Ag NPs的高分辨率XPS光谱。

  图3. (a)反应体系中•OH*和•O2-*的生产过程。(b)中性水溶液下生成•OH*和•O2-*最佳途径的能谱。(c) Cr6+增加Cal-CS/PEG/Ag POD样活性的DFT计算。

要点1. 以聚乙二醇(PEG)为桥梁，通过原位还原和高温煅烧将Ag NPs有效地固定在碳球(CS)上(Cal-CS/PEG/Ag)。

要点2.密度泛函理论(DFT)计算表明，添加Cr6+不仅可以调整Ag原子的表面电子再分配，也提高吸附中间的几何结构，使催化反应过程中自由能得到优化，键长发生变化，增加Cal-CS/PEG/Ag的POD活性。

要点3.在特定的催化过程中，不同浓度的Cr6+对Ag原子和吸附中间体的影响是不同的。结果表明，低浓度Cr6+(1μM)促进羟基自由基(•OH)的生成，高浓度Cr6+(10μM)促进超氧自由基(•O2−)的生成。

要点4. 基于Cr6+增强的Cal-CS/PEG/Ag类POD活性，成功构建的Cr6+的视觉传感器，并对其进行了紫外光谱定量分析。该传感器对其他29种干扰离子和分子具有良好的选择性，检测限为79 nM。

本文研究了Cr6+增强Ag NPs类POD活性的机理，为合理设计利用纳米材料的离子视觉传感器提供了新的可能性。

图4. (a) Cr6+目测检测示意图。(b) Cal-CS/PEG/Ag基Cr6+视觉传感器的选择性测试。A0和A分别表示加入干扰离子或分子前后反应体系的吸光度。图示为加入不同离子和分子后反应体系的对应照片。(c) Cal-CS/PEG/Ag基Cr6+视觉传感器在干扰离子或分子存在下的抗干扰试验。从1到29的离子和分子为Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Mn2+、Ca2+、Zn2+、Co2+、Cd2+、Ni2+、Cr3+、Al3+、OH−、Cl−、ClO4−、HCO3−、H2PO4−、NO3−、VO3−、SO32−、SO42−、HPO42−、CO32−、PO43−、Hg2+、Fe2+、Fe3+、C6H12O6。(d) Cal-CS/PEG/Ag基Cr6+视觉传感器在不同Cr6+浓度下的紫外吸收光谱。(e)吸光度变化(ΔA)与Cr6+浓度的线性关系。A0、A分别为加入Cr6+前后反应体系的吸光度。(f)比较真实样品和超纯水中吸光度变化量(ΔA)与Cr6+浓度的线性关系。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c04219

来源：

崛步化学https://mp.weixin.qq.com/s/QanNjbVrxtu9dlThjMdo3A