Metal Nanozyme with Ester Hydrolysis Activity in the Presence of Ammonia‐Borane and Its Use in a Sensitive Immunosensor

催化作用 无机化学 核化学 试剂
作者
Ponnusamy Nandhakumar,Gyeongho Kim,Seonhwa Park,Seonghye Kim,Suhkmann Kim,Jin Kyoon Park,Nam-Sihk Lee,Young Ho Yoon,Haesik Yang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:59 (50): 22419-22422 被引量:10
标识
DOI:10.1002/anie.202009737
摘要

Metal nanoparticle surfaces are used for peroxidase- and oxidase-like nanozymes but not for esterase-like nanozymes. It is challenging to obtain rapid catalytic hydrolysis on a metal surface and even more so without a catalytically labile substrate. Here, we report that metal nanoparticle surfaces rapidly catalyze non-redox ester hydrolysis in the presence of redox H3 N-BH3 (AB). Metal hydrides are readily generated on a Pt nanoparticle (PtNP) from AB, and as a result the PtNP becomes electron-rich, which might assist nucleophilic attack of H2 O on the carbonyl group of an ester. The nanozyme system based on PtNP, AB, and 4-aminonaphthalene-1-yl acetate provides an electrochemical signal-to-background ratio much higher than natural enzymes, due to the rapid ester hydrolysis and redox cycling involving the hydrolysis product. The nanozyme system is applied in a sensitive electrochemical immunosensor for thyroid-stimulating hormone detection. The calculated detection limit is approximately 0.3 pg mL-1 , which indicates the high sensitivity of the immunosensor using the PtNP nanozyme.
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