一種高熵納米酶可用于數字健康中的納米生物傳感

近日，西北農林科技大學食品科學與工程學院食品安全控制納米技術團隊的唐文志副教授在膳食相關疾病的預測方面取得新進展，提出了一種具有豐富的活性位點和調諧的電子結構PdMoPtCoNi高熵納米酶（HEzymes）。相關研究成果發表于Advanced Science上。

全球疾病負擔研究顯示，不合理膳食是疾病和死亡的最主要誘因之一。隨著即時診斷技術的發展，借助具有內在酶樣活性的納米酶實現對生物標志物的數字化監測在準確預測和診斷膳食相關疾病方面逐漸顯示出潛力。然而，目前納米酶的催化性能和可調性受到其固定表面原子位點組成和排列的限制，是制約納米酶技術發展的關鍵瓶頸。

鑒于此，研究首次提出了一種PdMoPtCoNi高熵納米酶（HEzymes），其具有豐富的活性位點和調諧的電子結構。密度泛函理論（DFT）計算的結果表明，HEzymes在費米能級（EF）附近的電子豐度增強是通過不同過渡金屬位點之間的自補充效應實現的，基于類雞尾酒效應提高了催化界面處的電子傳遞效率。隨后，基于物聯網策略開發出集成信號轉換和無線傳輸功能的便攜式電子設備，并將其與HEzymes相結合。得益于HEzymes優異的催化活性，實現了葡萄糖、肌氨酸等生物標志物的超靈敏數字化即時監控，有助于預測和診斷不合理膳食所引發的糖尿病等疾病。這項工作展示了可調的電子結構和協同效應增強納米酶催化的巨大潛力，拓寬了高效納米酶的設計思路，為高熵合金在數字健康中的納米生物傳感應用提供了新的視角。

研究提出了一種具有豐富的活性位點和調諧的電子結構PdMoPtCoNi高熵納米酶（HEzymes）。（課題組供圖）

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202406149