基于多酸材料的過(guò)氧化物模擬酶的研究及應(yīng)用進(jìn)展

楊 爽,何承運(yùn), 游文武, 李艷周*

(1. 河南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院, 河南省多酸化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河南 開封475004; 2. 河南大學(xué) 物理與電子學(xué)院, 河南 開封 475004)

酶(包括少量核酸和蛋白質(zhì)分子)是一種催化和維持生命體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)有序進(jìn)行的重要物質(zhì)[1-2]。其具有底物特異識(shí)別性、催化效率高、酶催化種類繁多等優(yōu)點(diǎn)。但其從動(dòng)物組織提取和微生物發(fā)酵中分離純化難、提取出來(lái)后易失活難儲(chǔ)存、使用條件嚴(yán)格(需合適的溫度和酸堿度)等不足極大的限制了其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用[3]。所以，通過(guò)化學(xué)合成的方式來(lái)設(shè)計(jì)模擬具有生物酶活性的材料，逐漸成為解決生物酶缺陷的有力策略。

迄今為止，已發(fā)現(xiàn)許多材料具有顯著的酶催化活性，包括金屬納米粒子、碳基材料、復(fù)合材料、金屬氧化物材料等[4-7]。多金屬氧酸鹽(POMs)作為一種由氧和V族和VI族最高氧化態(tài)的金屬(W、Mo、V等)組成的金屬氧簇基金屬氧化物，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景[8-15]。與其他金屬氧化物材料相比，POMs中與氧原子配位的主要金屬離子通常不暴露在外部環(huán)境中，導(dǎo)致POMs產(chǎn)生離域負(fù)電荷。因此，POMs一般是具有明確結(jié)構(gòu)的聚陰離子。POMs的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其具有氧化還原性質(zhì)以及酸堿反應(yīng)性；它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們?cè)谠踊蚍肿铀缴弦子谡{(diào)節(jié)，即可以通過(guò)從母體中去除一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)金屬八面體從而形成單、雙或三缺位POM前驅(qū)體構(gòu)筑塊[15]。所以POMs不僅可以形成本身具有納米尺寸的飽和聚陰離子，如H3PW12O40、H4SiW12O40和H3PMo12O40，也可以將形成的缺位構(gòu)筑塊與金屬離子發(fā)生配位反應(yīng)形成金屬取代的POMs等。……