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研究内容

作为一种新型的模拟酶，单原子纳米酶具有原子级掺杂的活性位点。由于其催化活性优异、对金属原子的利用高效以及活性位点模型简单，单原子纳米酶在纳米酶领域发挥着举足轻重的作用。必威韩磊&鲁莉华制备了一种新型的单原子铱纳米酶，并将其应用于农药的高灵敏检测。该工作借助于铱(III)配合物与氧化石墨烯(GO)中的含氧基团之间的配位反应，制备了Ir(III)/GO，GO纳米片上Ir的负载量高达5.31%。该制备方法避免了常用于提高GO模拟酶活性的氮掺杂和热解步骤。得益于高活性的Ir原子，Ir(III)/GO表现出优越的类过氧化物酶(POD)活性，以此建立了一个简单、灵敏的比色农药检测平台，在10-300 nM的线性范围内可实现“开信号”抗蚜威(PIB)检测，检测限(LOD)为2.81 nM。此外，该检测平台被制成便携式检测试剂盒，由检测拭子和样品处理管组成，检测PIB的LOD为3.31 nM。相关工作以“Highly Active Single-Atom Nanozymes with High-Loading Iridium for Sensitive Detection of Pesticides”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

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研究要点

要点1. 氧化石墨烯具有丰富的含氧基团，如：-O-、-(CO)-、-OH、-COOH，可以提供二羰基结构作为O^O配体与Ir(III)配合物配位，从而将Ir(III)配合物与C^N配体锚定在氧化石墨烯(GO)纳米片表面，制备高活性的铱单原子纳米酶[Ir(III)/GO]。

要点2. Ir(III)/GO制备简单，不需要其它掺杂和热解过程，且所制备的Ir(III)/GO可获得高Ir负载量(≈5.31 wt %)，高于报道的单原子纳米酶（通常小于1.5 wt %)。

要点3. 检测平台被制成便携式检测试剂盒，由检测拭子和样品处理管组成，能够以裸眼和手机读色的方式有效监测果蔬中的PIB。

这项工作不仅提供了一种合成铱基纳米酶的新方法，而且展示了铱(III)/GO在快检领域的出色能力。

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研究图文

图1 Ir(III)/GO的制备示意图及结构表征图2 Ir(III)/GO的单原子结构表征

图3 Ir(III)/GO仿酶活性表征

   图4 Ir(III)/GO的动力学和催化机理

图5 PIB检测原理示意图及可行性验证

图6 检测平台对PIB的检测性能

　　图7 测试拭子的制备及其测试性能