Хіміки мду імені м.в. Ломоносова запропонували новий спосіб отримання нанозимів з ультрависокою пероксидазною активністю на основі берлінської блакиті. Ці наночастинки прискорюють перетворення перекису водню в воду. Така реакція може бути покладена в основу створення сенсорів і біосенсорів для моніторингу концентрації продуктів обміну речовин і допоможе відстежити порушення кисневого обміну в клітинах. Синтезовані вченими нанозими виявилися в 200 разів ефективніше природного ферменту, що виконує ту ж функцію. Запропонований електрохімічний підхід може бути адаптований для отримання функціональних наноматеріалів на основі провідних і електроактивних полімерів. Результати роботи, підтриманої грантом російського наукового фонду (рнф), опубліковані на сторінках dalton transactions.

Перекис водню (н2о2) – хімічно дуже активне з’єднання, що застосовується практично скрізь. З її допомогою виробляють пінисті матеріали, знебарвлюють тканини і волосся, знезаражують не тільки рани, але і стічні води. При цьому н2о2 взаємодіє з клітинами і руйнує їх, що травматично для великих організмів і згубно для мікроскопічних. Перекис водню не тільки потрапляє в живих істот ззовні, але також утворюється при різних патологічних процесах, наприклад порушеннях кисневого обміну, тому важливо вміти точно визначати її зміст в зразках від пацієнтів і в навколишньому середовищі.

Для точної детекції пероксиду водню можна використовувати біосенсорні пристрої на основі пероксидази — природного ферменту, який в живих організмах забезпечує захист від руйнівної активності н2о2. В ході хімічної реакції відновлення він перетворює її в безпечну воду, переносячи на неї електрони з будь-якого іншого з’єднання. Для визначення вмісту перекису в аналітиці такою речовиною-донором служать молекули, в своїй звичайній формі незабарвлені, але після втрати електронів набувають колір — по його насиченості можна визначити концентрацію н2о2.

” природні ферменти складно перевершити, проте отримувати їх безпосередньо з клітин може бути дорого і складно, а крім того, важливо добре очистити продукт і не втратити його активність поза живою системою. Тому в 1965 році в якості альтернативи з’явилися частинки з подібними властивостями — штучні ферменти. Незважаючи на кілька десятиліть досліджень у цій сфері, оптимальне для біосенсорики рішення було запропоновано тільки в 2004 році групою професора скриміна. Вчені продемонстрували високу ферментативну активність неорганічних наночастинок-нанозимів. Але тут ми стикаємося з тим, що властивості одержуваних речовин сильно залежать від умов синтезу», — розповідає марія комкова, кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник ніл електрохімічних методів хімічного факультету мду імені м.в. Ломоносова.

Співробітники хімічного факультету московського державного університету імені м.в. Ломоносова (москва) запропонували новий спосіб синтезу нанозимів на основі берлінської блакиті — доступного синього пігменту, який надзвичайно чутливий до перекису водню. Суть підходу полягає в тому, що водний розчин солей, необхідних для отримання штучних ферментів, безперервно пропускають через спеціальну проточну комірку — невеликий резервуар з електродами, на яких протікає електрохімічний синтез. В результаті електроди покриваються крихітними частинками берлінської блакиті, які змиваються потоком і виводяться з ним з осередку. Іншими словами, вченим вдалося адаптувати підходи до наноструктурування матеріалу на поверхні електрода і отримати суспензії окремих наночастинок, які до того ж продемонстрували відмінні каталітичні властивості.

” ми застосували підходи ферментативної кінетики до дослідження активності наших нанозимів. Виявилося, що виготовлені новим способом частинки перевершують природну пероксидазу по ефективності каталізу в 200 разів. Ми сподіваємося, що наш спосіб допоможе змінити сучасну біоаналітику. Ці нанозими стабільні і дуже активні, а їх розмір можна змінювати, вибираючи компонентний склад розчину для синтезу і прикладається напруга. Це дозволяє застосовувати в біосенсорній практиці як окремі наноструктури, так і покриття на їх основі. В результаті можна використовувати нанозими для клітинних досліджень і для промислового виробництва біосенсорів. Надалі ми плануємо протестувати наші наночастинки для зниження концентрації активних форм кисню безпосередньо всередині клітин”, – підводить підсумок марія комкова.