【原】唐智勇&王浩&乔增莹&高兴发JACS：金属氧化物纳米酶类酶活性最新进展！

研究内容

金属氧化物纳米酶已成为模拟抗氧化酶治疗氧化应激介导的病理生理疾病的最有效和最有前途的候选者，但由于催化性能不足，目前的有效性并不令人满意。

国家纳米科学中心唐智勇&王浩&乔增莹&高兴发首次报道了一种内在菌株介导的超薄二氧化铈(CeO₂)纳米片抗氧化剂。与纳米立方体相比，超薄纳米片中的表面应变可以增强Ce-O键的共价性，使超氧化物歧化酶(SOD)模拟活性增加约2.6倍(1533 U/mg，与天然SOD非常接近)，总抗氧化活性增加约2.5倍，应变介导的超薄氧化铈纳米板可以提高体内抗氧化能力，改善缺血性中风的治疗。相关工作以“Intrinsic Strain-Mediated Ultrathin Ceria Nanoantioxidant”为题发表在国际著名期刊Journal of the American Chemical Society上。

研究要点

要点1.作者通过密度泛函理论(DFT)分析研究了Ce³⁺浓度/晶格厚度与二氧化铈中产生的应变之间的关系，结果表明，具有特定表面取向的二氧化铈的表面应变与晶格厚度成反比，与Ce³⁺浓度成正比。

要点2.作者进一步通过制备具有约~3.0%平面内拉伸应变/~10.0%平面外拉伸应变的～1.2 nm超薄纳米片，通过四方畸变破坏立方结构对称性，验证了暴露特定{200}晶面的预测本征应变。相反，~6.4 nm的二氧化铈纳米立方体显示出可忽略不计的应变。

要点3.结果显示，与纳米立方体相比，超薄纳米板中的表面应变可以增强Ce-O键的共价性，使超氧化物歧化酶(SOD)模拟活性增加约2.6倍(1533 U/mg，与天然SOD非常接近)，总抗氧化活性增加约2.5倍，内在应变介导的超薄氧化铈纳米板可以提高体内抗氧化能力，改善缺血性中风的治疗。

研究图文

图1. 具有不同表面应变度的二氧化铈的DFT计算和原子结构表征。

图2. 具有不同表面应变度的二氧化铈的电子结构分析。

图3. 二氧化铈在不同表面应变程度下的酶模拟和清除ROS的抗氧化活性以及催化机理的相应DFT计算。

图4. 不同程度表面应变的二氧化铈在体外的抗氧化应激、抗炎和抗细胞凋亡作用。

图5. 不同程度表面应变的氧化铈对大鼠脑缺血/再灌注损伤模型的治疗作用。

文献详情

Intrinsic Strain-Mediated Ultrathin Ceria Nanoantioxidant

Cong Liu, Lin Gui, Jia-Jia Zheng, Yong-Qiang Xu, Benli Song, Li Yi, Yijiang Jia, Ayijiang Taledaohan, Yuji Wang, Xingfa Gao,* Zeng-Ying Qiao,* Hao Wang,* Zhiyong Tang*

J. Am. Chem. Soc.

DOI: https:///10.1021/jacs.3c07048

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