四氧化三铁纳米颗粒过氧化物酶样活性的应用  

Applications of iron oxide nanoparticles as peroxidase mimetics

作　　者：罗成[1] 李艳[1] 龙建纲[2] 

机构地区：[1]宜春学院医学院,宜春336000 [2]西安交通大学生命科学与技术学院线粒体生物医学研究所教育部生物医学与信息工程重点实验室,西安710049

出　　处：《科学通报》2015年第35期3478-3488,共11页Chinese Science Bulletin

基　　金：中央高校基本科研业务费专项(08143008;08143101);国家重点基础研究发展计划(2015CB856302)资助

摘　　要：除具有独特的超顺磁性外,四氧化三铁纳米颗粒(IONPs)还具有过氧化物酶样活性,能催化过氧化氢(H_2O_2)氧化底物(如邻苯二胺、鲁米诺、有机染料等)产生化学发光、颜色或荧光性质变化等.IONPs具有和天然过氧化物酶类似的最适反应条件,但是其能够在较宽的酸碱环境、温度范围以及抑制剂存在条件下保持较高的催化效率,且催化活性可以通过颗粒大小、结构、组成以及表面修饰等进行调节.本文首先简要介绍IONPs过氧化物酶样活性的影响因素,然后根据作用机制分类介绍其在各个领域的应用研究进展,包括:(1)替代过氧化物酶用于免疫印迹分析;(2)IONPs体内分布示踪;(3)H_2O_2浓度测定,涵盖消耗H_2O_2的物质和能够转化为H_2O_2的物质测定;(4)催化反应抑制剂或保护剂的测定;(5)催化H_2O_2产生强氧化性羟自由基,应用在包括有机污染物降解、病原微生物防治以及肿瘤治疗等领域.鉴于IONPs在生物医学领域的广泛应用,本文最后对如何深入开发IONPs过氧化物酶样活性在生物体内的应用,并且防范相应风险进行了探讨和展望.In addition to the unique superparamagnetic property,iron oxide nanoparticles（IONPs） possess intrinsic peroxidase-like activitives,which can catalyze substrates（o-phenylenediamine,luminol,organic dyes,etc.） to be oxidized by hydrogen peroxide accompanied with chemiluminescence,colour or fluorescence changes. Though the optimum conditions for IONPs and natural peroxidases are similar,IONPs are more robust against wide ranges of p H,temperature and inhibitors. The peroxidase-like activities of IONPs could be adjusted through size,structure,composition and surface modification. This review introduces the factors affecting the peroxidase-like activities of IONPs. Application progresses are summarized and introduced according to corresponding mechanisms,including：（1） substitute for peroxidases in immunoassay;（2） in vivo distribution of IONPs;（3） determination of H2O2 concentration,including detection for substances consuming or generating H2O2;（4） determination of catalytic inhibitors or protective agents;（5） applications of hydroxyl radicals generated during catalytic reaction,including organic pollutant degradation,inhibition of pathogenic microorganisms and cancer cells,etc. Considering the wide applications of IONPs in biomedical fields,how to develop the peroxidase-like activity of IONPs for in vivo applications and safety issues potentially involved are also discussed.

关 键 词：四氧化三铁 过氧化物酶 免疫检测 葡萄糖 过氧化氢 有机污染物 

分 类 号：O629.8[理学—有机化学]