Nanoenzim Palladium Ultratepis: Mimetik Peroksidase Diaktifkan Cahaya untuk Katalisis Presisi
Abstrak
Nanoenzim yang diaktifkan cahaya dapat memberikan peluang baru yang kaya bagi industri kimia dan bioteknologi. Namun, sistem katalitik yang dikontrol jarak jauh saat ini masih jauh dari memuaskan. Di sini, kami menyajikan contoh menarik dari penerapan lembaran palladium ultratepis (Pd NSs) sebagai mimetik peroksidase yang dapat dikontrol cahaya. Karena sebagian besar atom Pd terekspos pada permukaannya, Pd NSs dengan ketebalan 1,1 nm memiliki aktivitas peroksidase-like yang tinggi. Yang lebih penting lagi, di bawah inspirasi cahaya, aktivitas intrinsik ini dapat diaktivasi lebih lanjut oleh hampir 2,4- hingga 3,2 kali. Fenomena ini dapat disebabkan oleh properti optik unik dari lembaran Pd ultratepis, yang dapat secara efisien menangkap foton untuk menghasilkan elektron panas melalui efek resonansi plasmon permukaan dan sehingga mempromosikan dekomposisi in situ H2O2 menjadi radikal spesies reaktif oksen (O*). Katalisis yang ditingkatkan ini juga dapat digunakan untuk deteksi kolorimetrik H2O2 secara real-time dan sangat sensitif. Kami harapkan pekerjaan kami dapat memberikan wawasan berharga dalam desain rasional nanoenzim buatan dengan aktivitas yang dapat dikontrol dan efisien dalam diagnostik biomedis, pengiriman obat, dan kimia lingkungan.
Pendahuluan
Enzim alami adalah biokatalis yang indah yang dapat mengkatalisis hampir setiap transformasi kimia kehidupan [1, 2]. Namun, masih ada kekurangan inherent, seperti stabilitas yang buruk dan biaya tinggi. Sejak nanopartikel magnetit dengan aktivitas mimetik peroksidase intrinsik pertama kali dilaporkan [3], desain dan pengembangan nanomaterial dengan aktivitas seperti enzim (nanoenzim) telah menarik perhatian penelitian yang semakin meningkat [4]. Sejauh ini, serangkaian nanomaterial oksida- [5,6,7], logam- [8,9,10], dan karbon-basis [11,12,13] telah digunakan untuk mimetik peroksidase ladang (HRP). Di antara ini, nanomaterial logam mulia [8, 14,15,16,17,18,19], seperti perak (Ag) [15], emas (Au) [16, 17], platinum (Pt) [8], dan palladium (Pd) [18, 19] dan sebagainya, telah dilaporkan memiliki aktivitas mimetik peroksidase yang tinggi. Di sisi lain, pemasangan cahaya untuk mengaktifkan aktivitas nanoenzim juga telah dilaporkan, yang menawarkan peluang yang kaya bagi bioteknologi dan industri kimia [4, 20]. Namun, sistem katalitik yang dikontrol jarak jauh saat ini masih jauh dari memuaskan.
Nanomaterial logam plasmonik dapat menangkap atau merespons sinar matahari karena properti optik unik dari resonansi plasmon permukaan (SPR). Nanomaterial logam ini, yang dapat menangkap foton untuk menghasilkan elektron panas melalui efek SPR, telah menjadi bahan kunci untuk meningkatkan laju katalisis [21], mempromosikan sensore optik baru dari biomolekul [22], engineering terapi fototermal, dan menggunakan sinar matahari sebagai energi terbarukan [23, 24]. Namun, tidak ada yang berfokus pada efek SPR dari nanoenzim berbasis logam plasmonik terhadap aktivitas mimetik enzimnya. Oleh karena itu, akan menarik untuk menggabungkan nanoenzim berbasis logam plasmonik dengan efek SPR untuk mencapai katalisis enzim yang sangat aktif dan dapat disesuaikan cahaya.
Di sini, kami melaporkan untuk pertama kalinya bahwa lembaran Pd ultratepis (Pd NSs) dengan ketebalan sekitar 1,1 nm dapat berfungsi sebagai mimetik peroksidase yang unggul dan dapat dikontrol cahaya. Sistem nanoenzim berbasis Pd dan nanoenzim yang dikontrol cahaya telah dilaporkan menunjukkan aktivitas mimetik enzim yang banyak termasuk oksidase, peroksidase, katalase, dan dismutase superoxide [4, 18, 19]. Namun, struktur mereka umumnya berupa partikel, bulk, dan batang. Seperti yang kita ketahui, lembaran Pd ultratepis memiliki energi permukaan yang tinggi, ukuran lateral kecil, dan mobilitas elektron tinggi, yang menghasilkan densitas situs aktif permukaan yang tinggi [25]. Selain itu, sebagian besar atom yang terekspos pada lembaran nanosheet ultratepis dapat berfungsi sebagai platform ideal untuk mengkayakan performanya [26]. Terinspirasi oleh struktur unik lembaran nanosheet ultratepis, kami menyajikan strategi yang tidak hanya memanfaatkan sepenuhnya situs aktif atom Pd tetapi juga menyuntikkan elektron panas ke dalam proses katalisis enzim. Seperti yang ditunjukkan pada Skema 1, interaksi foton dengan lembaran Pd ultratepis dapat menarik resonansi plasmon permukaan yang melemah secara nonradiatif menjadi elektron dan lubang panas, sehingga mempromosikan dekomposisi rediktif in situ H2O2 untuk menghasilkan spesies radikal oksen (O*) dengan pengoksidaan TMB di bawah cahaya terlihat. Dengan memperkenalkan cahaya terlihat ke dalam reaksi enzim, lembaran Pd menunjukkan aktivitas katalitik yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan lembaran Pd dalam kondisi gelap.
Ilustrasi skematik struktur lembaran Pd dan variasi aktivitas lembaran Pd dalam kondisi gelap dan cahaya terlihat
Bahan dan Eksperimen
Bahan dan Karakterisasi
Asam sitrat (CA); N, N-dimetilformamida (DMF); 3,3,5,5-tetrametilbenzidin (TMB); dan bromida setiltrimetilamoni (CTAB) dibeli dari Sigma Aldrich. Pd (II) asetilasetonat, W(CO)6, dan pirrolidoninil (PVP) diperoleh dari Macklin. Peroksida hidrogen (H2O2, 30 wt%) dibeli dari Beijing Chemicals (Beijing, China). Semua bahan kimia digunakan tanpa pemurnian lebih lanjut. Air eksperimental yang difilter oleh sistem Millipore (18,2 MΩ; Millipore Co., AS) digunakan selama pekerjaan.
Struktur fase produk dikarakterisir oleh diffractometer sinar-X PANalytical yang menggunakan radiasi Cu Kα (λ = 1,5406 Å). Dan spektrum refleksi difusi UV-vis (DRS) dari sampel dikarakterisir pada suhu ruang menggunakan Lambda 750, PerkinElmer. Konsentrasi katalis dalam larutan ditentukan oleh ICP-AES (720, Agilent). Citra mikroskop transmisi elektron (TEM) direkam pada mikroskop transmisi elektron JEM1400 plus yang dioperasikan pada 100 kV. Analisis TEM resolusi tinggi (HRTEM) dilakukan pada mikroskop transmisi elektron emisi medan (FE-TEM) JEM-2100F pada 200 kV.
Sintesis Lembar Nanosheet Pd
Menurut metode yang dilaporkan [27], lembaran Pd disintesis. Secara singkat, Pd (II) asetilasetonat (16 mg), PVP (MW = 24.000, 30 mg), CA (150 mg), dan CTAB (60 mg) dicampur dalam DMF (10 mL) dan diaduk dalam suasana nitrogen selama 1 jam. Ketika warna larutan dalam kolong (25 mL) berubah menjadi larutan oranye-merah seragam, 100 mg W(CO)6 ditambahkan ke dalam larutan di bawah suasana N2. Kemudian, panaskan kolong pada 80 °C selama 1 jam. Setelah reaksi, produk biru gelap dipisahkan oleh sentrifugasi (9000 rpm/menit, 3 menit) dengan aseton yang cukup dan kemudian diperdi dalam etanol. Proses ini diulang tiga kali. Akhirnya, lembaran Pd diperdi dalam 10 mL etanol untuk eksperimen lebih lanjut.
Pengukuran Mimetik Peroksidase Fotokatalitik
Aktivitas mimetik peroksidase nanoenzim lembaran Pd dievaluasi dengan mengukur oksidasi TMB. Lampu Xe 300-W (CEL-HXF300/CEL-HXUV300, China education Au-light Co., Ltd., Beijing) berfungsi sebagai sumber cahaya, dan menambahkan filter kaca memungkinkan cahaya terlihat (λ ≥ 400 nm) untuk lolos. Dalam eksperimen yang umum, 12,6 μg mL⁻¹ nanoenzim lembaran Pd (diukur oleh ICP-AES) ditambahkan ke 1 mL larutan penyangga asam fosfat (0,1 M, pH 4) yang mengandung 50 mM H2O2 dan 0,7 mM TMB pada suhu ruang. Selama waktu yang berbeda di bawah irradiasi, aktivitas mimetik peroksidase ditentukan dengan memantau puncak absorpsi khas pada 652 nm setelah sentrifugasi, yang menunjukkan konsentrasi produk oksidasi TMB. Eksperimen kontrol memiliki kondisi yang sama kecuali untuk cahaya.
Hasil dan Pembahasan
Desain dan Karakterisasi Nanoenzim Lembar Pd
Sintesis tipikal lembaran nanosheet palladium disiapkan melalui metode klasik (Gambar 1a) untuk membangun serangkaian situs aktif atom ultratepis yang sangat aktif yang memiliki substrat dan foton tangkap bawaan serta karakteristik mimetik enzim peroksida yang efisien. Gambar 1 b–d menunjukkan citra TEM perbesaran rendah tipikal dari lembaran Pd yang telah disintesis, yang terdiri dari lembaran nanosheet seragam dengan dimensi lateral sekitar 10,0 nm (Gambar 1b, insen) dan ketebalan rata-rata sekitar 1,1 nm (Gambar 1c, insen). Menurut ukuran, persentase area permukaan datar atas dan bawah lebih dari 90%. Mikroskop transmisi elektron resolusi tinggi (HRTEM) digunakan untuk mengonfirmasi lebih lanjut morfologi dan fase lembaran Pd. Gambar 1g menunjukkan spasi yang sesuai sekitar 0,22 dan 0,256 nm untuk bidang jaringan (111) dan (200) palladium [27]. Untuk memenuhi kebutuhan eksperimen, pola XRD lembaran Pd dikarakterisir dengan memuat pada karbon komersial. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1e, puncak difraksi pada sekitar 40,11, 46,65, dan 68,12 sesuai dengan bidang (111), (200), dan (220) lembaran Pd kubik, yang konsisten dengan observasi dari HRTEM. Selain itu, tidak ada puncak yang menunjukkan fase kristal selain puncak yang terkait dengan karbon komersial. Spektrum Pd 3d menunjukkan dua puncak (Gambar 1f) Pd 3d5/2 dan Pd 3d3/2 (karena pemisahan spin-orbit), yang terletak masing-masing pada 335,5 dan 339,2 eV [25], yang mengungkapkan bahwa ada dua lingkungan kimia untuk atom palladium.
Karakterisasi nanoenzim. a Mekanisme pertumbuhan nanoenzim Pd. b, c, dan d TEM. e Pola XRD. f Spektrum XPS Pd 3d dari lembaran Pd. g Citra HRTEM dari lembaran Pd
Aktivitas Mimetik Peroksidase Fotokatalitik
Aktivitas peroksidase-like dari lembaran Pd diselidiki dengan menggunakan TMB sebagai substrat peroksidase tipikal. Karena sebagian besar atom Pd terekspos pada permukaan lembaran nanosheet ultratepis, kita beralasan bahwa lembaran Pd ultratepis memiliki densitas situs aktif permukaan yang tinggi dan menghasilkan aktivitas katalitik yang unggul. Seperti yang diharapkan, dalam keberadaan H2O2, lembaran Pd dapat secara efisien memkatalisis oksidasi substrat TMB tanpa warna menjadi produk oxTMB biru, dengan absorpsi khas pada 652 nm (Gambar 2a, b). Namun, tanpa penambahan H2O2, aktivitas lembaran Pd dapat diabaikan dalam kondisi eksperimen yang sama, yang mengungkapkan bahwa aktivitas peroksidase-like memainkan peran penting selama reaksi. Serupa dengan enzim alami dan nanoenzim lainnya, nanoenzim Pd memiliki aktivitas peroksidase yang bergantung pada pH, suhu, dan konsentrasi (Gambar 2c dan Gambar S1). Dalam kondisi eksperimen, lembaran Pd menunjukkan aktivitas katalitik yang dioptimalkan dalam larutan asam lemah, dan puncak absorpsi karakteristik larutan reaksi tertinggi pada 35 °C saat suhu bervariasi dari 25 hingga 75 °C (Gambar 2c). Menakjubkan, dengan atau tanpa irradiasi cahaya, perbedaan yang signifikan dalam aktivitas mimetik peroksidase diamati (Gambar 2d dan Gambar S2). Menurut nilai absorpsi larutan reaksi untuk 60 menit, aktivitas lembaran Pd di bawah cahaya terlihat sekitar 2,4~3,2 kali lebih tinggi daripada lembaran Pd di bawah kondisi gelap (Gambar 2d dan Gambar S2). Serupa, perkenalan cahaya ke dalam proses katalisis nanopartikel logam plasmonik lainnya juga dapat meningkatkan aktivitas peroksidase-like mereka (Gambar S3–S5). Dengan membandingkan nanoenzim ini, kami menemukan bahwa lembaran Pd menunjukkan rentang regulasi aktivitas yang paling besar. Fenomena ini terutama disebabkan oleh struktur unik lembaran nanosheet ultratepis. Dari hasil yang diperoleh, kita dapat menyimpulkan bahwa cahaya terlihat memiliki efek langsung pada aktivitas peroksidase-like semua nanomaterial logam plasmonik (Gambar 2e), dan efek SPR mungkin memainkan peran penting dalam proses katalisis.
Aktivitas mimetik peroksidase dari lembaran Pd. a-b Spektrum UV-vis tipikal dari berbagai sampel di bawah cahaya terlihat dan kondisi gelap. c Efek suhu dan pH pada aktivitas mimetik peroksidase. d Kurva waktu untuk aktivitas mimetik peroksidase. e Mekanisme peroksidase-like dari lembaran Pd di bawah gelap dan cahaya terlihat. Kondisi eksperimen: cahaya terlihat = λ ≥ 400 nm, TMB = 0,7 mM, H2O2 = 50 mM, suhu = 25 °C, lembaran Pd = 12,6 μg/mL, dan larutan penyangga fosfat (0,1 M, pH 4)
Investigasi Kinetik dan Mekanisme Nanoenzim Pd
Untuk mengkarakterisir perilaku enzimatik dari lembaran Pd, kami menentukan teori kinetik enzim untuk reaksi. Namun, dalam rentang konsentrasi TMB yang sesuai, lembaran Pd menunjukkan kurva Michaelis-Menten tipikal (Gambar 3a). Konstanta Michaelis (Km) dan kecepatan reaksi maksimum (Vmax) diperoleh dengan menggunakan persamaan Lineweaver Burk, seperti yang ditunjukkan dalam Tabel S1. Dibandingkan dengan peroksidase ladang (HRP), nilai Km semu dari lembaran Pd dengan TMB melemah sebesar 0,28 (Gambar 3a, b dan Tabel S1). Hasil ini menunjukkan bahwa struktur lembaran ultratepis dari lembaran Pd yang disiapkan menunjukkan affin yang tinggi terhadap TMB, bahkan lebih tinggi dari enzim alami HRP.
Uji katalitik steady-state dan mekanisme katalitik dari lembaran Pd (12,6 μg/mL). a Konsentrasi H2O2 adalah 50 mM, dan konsentrasi TMB bervariasi (0,1–1,5 mM). b Plot reciprok ganda untuk TMB
Karena sudah jelas bahwa H2O2 dapat terdekomposisi untuk membentuk spesies reaktif oksen dengan lembaran Pd, penting untuk memahami spesies apa yang dihasilkan untuk memberikan fungsi pengoksidaan. Dalam prinsipnya, logam mulia dapat mengkatalisis dekomposisi H2O2 untuk membentuk •OH, dan reaksi intermediate O* pada kondisi pH rendah [28], salah satunya mungkin menjadi spesies yang memberikan fungsi pengoksidaan dalam reaksi mimetik enzim. Untuk memahami mekanisme katalitik yang mungkin dari lembaran Pd, kami pertama kali menggunakan sistem asam tereftalat (TA)/H2O2 untuk menguji apakah karakteristik mimetik peroksidase dari lembaran Pd terkait dengan pembentukan radikal •OH (Gambar 4a). Menggunakan TA sebagai sona fluoresen, produk yang sangat fluoresen dihasilkan oleh reaksi asam 2-hidroksitereftalat dengan •OH [29]. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4b, intensitas fluoresensi larutan menurun secara signifikan setelah penambahan lembaran Pd. Hasilnya sangat konsisten dengan penurunan intensitas fluoresensi seiring peningkatan konsentrasi lembaran Pd (Gambar S6). Hasil ini menunjukkan bahwa lembaran Pd dapat mengonsumsi radikal •OH daripada menghasilkannya. Oleh karena itu, serupa dengan perilaku katalitik yang dilaporkan dari nanopartikel ferritin-platinum [30], performa katalitik lembaran Pd kami tidak tergantung pada pembentukan radikal •OH.
a Diagram mekanisme asam tereftalat (TA) menangkap radikal hidroksil (•OH). Spektra sampel yang mengandung larutan penyangga fosfat (0,1 M, pH 4), H2O2 (50 mM), dan iluminasi cahaya terlihat (λ ≥ 400 nm, 15 min). b Spektra emisi fluoresensi dalam kehadiran lembaran Pd (12,6 μg/mL) dan TA (66,7 μM). c Diagram mekanisme bromat kalium menangkap elektron panas. d Spektrum absorpsi dalam kehadiran lembaran Pd (12,6 μg/mL), KBrO3 (0,3 mg/mL), dan TMB (0,7 mM)
Untuk menyelidiki apakah mekanisme katalitik lembaran Pd terkait dengan pembentukan elektron panas oleh cahaya, kami juga mengeksplorasi eksperimen penangkap spesies aktif elektron panas selama reaksi fotokatalitik (Gambar 4c) [31]. Seperti yang terlihat dari Gambar 4d, kemampuan katalitik lembaran Pd terhadap oksidasi TMB menurun secara signifikan dalam 15 menit dengan penambahan 0,3 mg/mL KBrO3 (penyangga e⁻). Perbedaan yang sangat besar antara sistem KBrO3/reaksi dan sistem murni menunjukkan bahwa keberadaan elektron panas mungkin krusial untuk oksidasi TMB. Ini sesuai dengan hasil Gambar S7 bahwa lembaran Pd memiliki puncak absorpsi lebar melalui efek SPR dalam rentang spektrum 500–1000 nm [25]. Selain itu, setelah elektron panas berpindah dari permukaan lembaran Pd, ada lubang yang sesuai yang tersisa pada permukaannya. Karena lubang ini dapat mengoksida etanol untuk menghasilkan asetaldehida, mereka mungkin juga memiliki kemampuan pengoksidaan yang kuat terhadap TMB. Seperti yang diharapkan, tanpa penambahan H2O2, lebih banyak oxTMB dibuat di bawah iluminasi cahaya terlihat.
Selanjutnya, kami menguji apakah spesies reaktif oksen terbentuk dari aktivasi O2 di bawah cahaya terlihat, termasuk superoxide (O2⁻). Terhadap hal ini, eksperimen kontrol dilakukan di bawah atmosfer yang berbeda. Untuk Gambar S8, performa katalitik enzim mimetik tidak berubah secara signifikan ketika kami memperkenalkan nitrogen dan oksigen dengan menyaturasi sistem reaksi, masing-masing, yang tidak terpengaruh secara signifikan oleh O2 untuk aktivitas fotokatalitik lembaran Pd. Penting untuk diperhatikan bahwa performa akhir lembaran Pd, bahkan hingga 0,051 a.u./menit selama 5 menit di bawah cahaya terlihat, adalah 3,2 kali lebih tinggi daripada katalis lembaran Pd dalam gelap (Gambar 2d). Aktivitas yang sangat tinggi dari nanoenzim Pd di bawah cahaya terlihat mengarah pada hipotesis bahwa keberadaan elektron panas oleh efek SPR dari lembaran Pd mempromosikan pembentukan intermediate reaksi O* daripada radikal bebas yang bertanggung jawab atas aktivitas peroksidase-like (Gambar 5a) [28]. Singkatnya, eksperimen penangkap spesies aktif dan eksperimen ventilasi memberikan dukungan yang kuat untuk mekanisme enzim mimetik fotokatalitik lembaran Pd.
a Diagram skematik sensor untuk deteksi H2O2. b Kurva respons dosis dari berbagai konsentrasi peroksida hidrogen. Kondisi eksperimen: nanoenzim Pd (25,2 μg/mL), larutan penyangga fosfat (0,1 M, pH 4), dan TMB (0,7 mM) iluminasi cahaya terlihat (λ ≥ 400 nm, 3 menit). Inset: plot kalibrasi linier. c Gangguan dari pengotor lain pada absorpsi sensor kolorimetrik H2O2 pada 652 nm. Kondisi eksperimen: nanoenzim Pd (25,2 μg/mL), larutan penyangga fosfat (0,1 M, pH 4), TMB (0,7 mM), iluminasi cahaya terlihat (λ ≥ 400 nm, 15 menit), dan termasuk 50 mM H2O2, 200 mM glukosa, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, dan CO3²⁻, dan insen menunjukkan perubahan warna larutan reaksi
Sensor H2O2 Real-Time dan Sensitif Tinggi Baru
Hal ini telah ditunjukkan dalam beberapa studi bahwa perkenalan cahaya ke dalam sensor sebagai input energi eksternal dapat meningkatkan performa sensor [22, 32, 33]. Misalnya, Ling et al. [32] menemukan bahwa properti sensore O2 dari sensor LaOCl-SnO2 10 at. % ditingkatkan secara signifikan oleh iluminasi cahaya ultraviolet. Dengan mempertimbangkan pengaruh yang signifikan dari cahaya pada sensor dan aktivitas mimetik peroksidase yang unggul dari lembaran Pd di bawah cahaya terlihat dalam eksperimen kami, sensor kolorimetrik H2O2 yang efektif dan sensitif dibangun. Mekanisme sensor (Gambar 5a) menunjukkan bahwa lembaran Pd dapat memanfaatkan luas permukaan spesifik yang besar untuk menangkap foton dan menghasilkan sejumlah besar elektron panas. Setelah itu, elektron panas mempromosikan dekomposisi H2O2 untuk menghasilkan intermediate reaksi O*, yang dapat mengoksida TMB menjadi oxTMB biru. Akhirnya, deteksi H2O2 yang efisien terwujud.
Seperti yang terlihat dari insen Gambar 5b, rentang linier dari sensor H2O2 yang dibangun oleh kami adalah dari 10 hingga 100 μM, dan perhitungan batas deteksi adalah 13,40 μM (LOD = 3 s/k, di mana s dan k mewakili blok kalibrasi linier dari simpangan baku relatif dan kemiringan dari delapan pengukuran kontrol paralel, masing-masing. Dalam pekerjaan ini, s = 2,97988 × 10⁻⁴, k = 6,67 × 10⁻⁵). Oleh karena itu, sensor peroksida hidrogen berdasarkan lembaran Pd unggul dibandingkan dengan nanomaterial yang dilaporkan lainnya dalam kondisi perkenalan cahaya. Dari Tabel S2, dapat dilihat bahwa dengan metode kolorimetrik yang sama untuk mendeteksi peroksida hidrogen, sensor kami menunjukkan rentang linier yang luas [34]. Dan batas deteksi lebih rendah daripada banyak sensor berdasarkan mimetik peroksidase berbasis Fe atau Co (Tabel S3) [35, 36]. Akhirnya, kami melakukan H2O2 dan serangkaian eksperimen kontrol (Gambar 5c) dengan pengotor potensial seperti K⁺, glukosa, Na⁺, CO3²⁻, dan Ca²⁺. Seperti yang ditunjukkan pada insen Gambar 5c, jelas bahwa absorpsi dari pengotor ini lemah pada 652 nm, dan warna tidak berubah. Berdasarkan hasil kami, sensor peroksida hidrogen yang efisien dan sangat spesifik berdasarkan cahaya terlihat telah berhasil terealisasi. Sensor ini tidak hanya memanfaatkan cahaya terlihat untuk meningkatkan performa deteksi tetapi juga memberikan contoh yang baik untuk logam plasmonik lainnya dalam sensor.
Kesimpulan
Dalam ringkasan, kami telah menunjukkan contoh menarik dari penerapan lembaran nanosheet palladium ultratepis (Pd NSs) sebagai mimetik peroksidase yang sangat efisien dan dapat dikontrol cahaya, berkat densitas situs aktif yang tinggi pada permukaan lembaran nanosheet dan properti optik unik SPR. Dengan irradiasi cahaya terlihat, elektron panas yang dihasilkan dari lembaran nanosheet Pd melalui efek SPR dapat kemudian mendekomposisi H2O2 untuk menghasilkan intermediate O*. Di bawah irradiasi cahaya terlihat, nanoenzim ini menunjukkan aktivitas peroksidase-like yang jauh lebih tinggi daripada dalam gelap. Sistem yang diaktifkan cahaya ini lebih lanjut digunakan untuk deteksi biosensor H2O2 yang ditingkatkan. Konsep dasar yang disajikan di sini, berdasarkan generasi elektron listrik melalui efek SPR pada nanoenzim Pd yang diaktivasi cahaya, mungkin berkontribusi pada desain sistem enzim buatan yang cerdas atau lebih efisien dan menawarkan banyak peluang baru bagi industri kimia dan bioteknologi.
Ketersediaan Data dan Bahan
Semua data yang dihasilkan atau dianalisis selama penelitian ini termasuk dalam artikel yang diterbitkan ini.
