温敏聚合物修饰UiO-66-NH2@金纳米复合酶：纳米限域效应增强类过氧化物酶活性及其在谷胱甘肽检测中的应用

本文创新性地构建了温敏聚合物PAV修饰的UiO-66-NH2@Ficin/AuNPs复合纳米酶（U-PAV-Fic@AuNPs），通过原位聚合策略实现聚合物链在MOFs纳米通道内的可控生长。该复合材料在40°C时因PAV链卷曲产生纳米限域效应，其最大酶促反应速率（Vmax）较25°C提升5.33倍，成功应用于尿液中谷胱甘肽（GSH）的高灵敏度比色检测（检测限0.5 μM），为智能响应型纳米酶的设计提供了新范式。

Highlight

智能聚合物修饰的金属有机框架@金纳米粒子复合纳米酶在催化与生物传感领域展现出巨大潜力。本研究报道了一种通过UiO-66-NH₂（U）纳米通道内原位交联聚合构建温敏聚合物PAV（聚（N,N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯-2-乙烯基-4,4-二甲基氮杂内酯））的新策略，进而锚定Ficin@AuNPs形成U-PAV-Fic@AuNPs复合材料。该材料在3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）氧化反应中表现出显著的类过氧化物酶（POD-like）催化活性。高温条件下PAV链卷曲产生的纳米限域效应使催化性能大幅提升，40°C时V_max值达到25°C时的5.33倍。基于此开发的比色传感平台可实现尿液中谷胱甘肽（GSH）的线性检测（5.0–30.0 μM，R²=0.998），检测限低至0.5 μM。

Introduction

纳米酶（nanozymes）作为模拟天然酶活性的 nanomaterials，因其多功能性、独特光学性质、高稳定性和低成本等优势在催化与生物传感领域备受关注。金属有机框架（MOFs）材料凭借大比表面积、可调孔径和定制化孔道结构成为理想纳米酶载体。金纳米粒子（AuNPs）与MOFs的复合可协同增强催化性能，但现有复合材料仍存在稳定性差、质量传递阻力大等问题。智能聚合物（smart polymer）与MOFs@AuNPs的整合为调控材料亲疏水性和构建纳米限域环境提供了新思路，然而相关研究尚未深入展开。

Section snippets

Experimental

（详见支持信息）

Characterization of U-PAV-Fic@AuNPs composites

通过超声辅助将单体A和V渗透至U的纳米通道内，经UV引发原位交联聚合形成U-PAV。Fic@AuNPs通过化学锚定修饰于U-PAV表面（图1A）。材料表征数据见表S1。

Conclusion

本研究成功构建了具有温度响应催化行为的U-PAV-Fic@AuNPs复合纳米酶，通过智能聚合物链构象变化产生的纳米限域效应显著提升类酶活性，为开发环境响应型纳米酶及生物分析应用提供了新思路。