Molecular Imprinting on Inorganic Nanozymes for Hundred-fold Enzyme Specificity

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作者
Zijie Zhang,Xiaohan Zhang,Biwu Liu,Juewen Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:139 (15): 5412-5419 被引量:582
标识
DOI:10.1021/jacs.7b00601
摘要

Enzyme-mimicking nanomaterials (nanozymes) are more cost-effective and robust than protein enzymes, but they lack specificity. Herein, molecularly imprinted polymers were grown on Fe3O4 nanozymes with peroxidase-like activity to create substrate binding pockets. Electron microscopy confirmed a shell of nanogel. By imprinting with an adsorbed substrate, moderate specificity was achieved with neutral monomers. Further introducing charged monomers led to nearly 100-fold specificity for the imprinted substrate over the nonimprinted compared to that of bare Fe3O4. Selective substrate binding was further confirmed by isothermal titration calorimetry. The same method was also successfully applied for imprinting on gold nanoparticles (peroxidase mimics) and nanoceria (oxidase mimics). Molecular imprinting furthers the functional enzyme mimicking aspect of nanozymes, and such hybrid materials will find applications in biosensor development, separation, environmental remediation, and drug delivery.
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