DOI: 10.1016/j.bios.2022.114285

纳米酶具有活性高、稳定性好、易于规模化生产等特点，有望在多种应用中替代天然酶。然而，探索多酶模拟物的级联反应以实现不同应用的协同催化仍然是一个挑战。在此，研究者通过典型的静电纺丝步骤和随后的氨还原工艺轻松制备了沉积有氮化钒纳米粒子的碳纳米纤维（VN@CNFs）复合材料。该纳米复合材料显示出优异的过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性。此外，系统地研究了它们的催化机理。将SOD与POD偶联作为级联酶，探索了该复合材料对超氧阴离子（O2•-）的选择性和灵敏比色检测，其具有两个线性部分，0.05-30μM和30-250μM O2•-，LOD为0.0167μM（S/N=3）。所提出的方法显示出良好的准确度和回收率，适用于实际样品检测。因此，VN@CNFs复合材料在生物传感、超氧阴离子去除和生物催化方面具有广阔的应用前景。

图1.（A,B）VN@CNFs的SEM图像，（C）TEM图像，（D）HRTEM图像以及（E）C、V和N元素的相应EDS映射图像。

图2.（A）VN@CNFs的XRD图谱和（B）拉曼光谱。（C-G）VN@CNFs的XPS光谱：（C）全扫描光谱；（D）V2p；（E）C1s；（F）O1s；（G）N1s。（H）VN@CNFs复合材料的TG曲线。

图3.不同体系的可见光谱。a）VN@CNFs+TMB+H2O2+醋酸盐缓冲液；b）VN+TMB+H2O2+醋酸盐缓冲液；c）CNFs+TMB+H2O2+醋酸盐缓冲液；d）VN@CNFs+H2O2+醋酸盐缓冲液；e）VN@CNFs+TMB+醋酸盐缓冲液；f）VN@CNFs+醋酸盐缓冲液；g）TMB+H2O2+醋酸盐缓冲液。在上述情况下，VN@CNFs、VN、CNFs、TMB和H2O2分别为30μg/mL、30μg/mL、30μg/mL、0.5mM、1mM，且使用了醋酸盐缓冲液（pH4.0）。反应在37℃下进行20分钟。

图4.（a）核黄素（2μM）+Met（13mM）+NBT（75μM）+Na2EDTA（10μM）在光照条件下，（b）核黄素（2μM）+CNFs（100μg/mL）+Met（13mM）+NBT（75μM）+Na2EDTA（10μM）在光照条件下，（c）核黄素（2μM）+VN@CNFs（100μg/mL）+Met（13mM）+NBT（75μM）+Na2EDTA（10μM）在光照条件下，（d）核黄素（2μM）+VN（100μg/mL）+Met（13mM）+NBT（75μM）+Na2EDTA（10μM）在光照条件下，（e）核黄素（2μM）+Met（13mM）+NBT（75μM）+Na2EDTA（10μM）在无光照条件下的可见光谱。在25℃下于磷酸盐缓冲液（pH7.0）中孵育15分钟。

图5.（A）不同混合物的可见光谱。（a）O2•-（60μM）+VN@CNFs（100μg/mL）+TMB+醋酸盐缓冲液（pH4.0）；（b）VN@CNFs（100μg/mL）+TMB+缓冲液（pH4.0）；（c）O2•-（60μM）+TMB。（B）O2•-+VN@CNFs（100μg/mL）+TMB+醋酸盐缓冲液（pH4.0）混合物的可见光谱，其中O2•-浓度不同（a-m：0、0.05、0.1、1、5、10、25、50、100、120、150、200和250μM）。（C）O2•-的校准曲线。