FAPESP何塞·塔德乌·阿朗特斯 与脂肪酶CaLB共轭的金纳米球(A和B)和纳米星(C和D)的透射电子显微镜图像，以及金纳米球(红色曲线)和纳米星(蓝色曲线)的光谱(E)，显示与红外激光波长(黑色虚线)相比的LSPR信号(图像:爱洛伊斯·里贝罗·德·巴罗斯/智商-美国药典)
信用:FAPESP 工业过程、实验室和生物体内的酶活性可以用光远程控制
这需要将它们固定在纳米粒子表面，并用激光照射
近红外光可以穿透活体组织而不损坏它
纳米粒子吸收辐射能量，并以热量或电子效应的形式释放回来，从而触发或增强酶的催化活性
这构成了一个新的研究领域，称为等离子体生物催化
巴西圣保罗大学化学研究所进行的研究调查了由红外激光辐射控制的固定在金纳米颗粒上的酶的活性
一篇报道该结果的文章发表在美国化学学会的期刊《美国化学学会催化》上
这项研究得到了FAPESP圣保罗研究基金会的支持，主要作者爱洛伊斯·里贝罗·德巴罗斯获得了博士后研究金和国外研究实习奖学金；多用户设备补助；和罗伯特·曼努埃尔·托雷西领导的主题项目“分子识别、催化和能量转换/储存应用中纳米结构材料物理化学性质的优化”
“我们使用脂肪酶(CaLB)作为模型酶，固定在两种形状的金纳米粒子上——球体和星星，”里贝罗·德·巴罗斯说
红外激光仅仅通过外部光线的照射，就非侵入性地加速了酶的活性
" 研究表明，不仅材料的组成，而且其几何形状也影响纳米粒子对酶的作用
里贝罗·德·巴罗斯说:“当脂肪酶固定在金纳米星上时，酶活性显著增强，显示出高达58%的增加。”
“相比之下，金纳米球的增幅要小得多，只有13%
较大的增加对应于纳米星表面和激光辐射之间的共振效应
" 这里考虑的量级是局域表面等离子体共振(LSPR)
纳米球的LSPR吸收波长为525纳米，而纳米星的吸收波长为700纳米，更接近808纳米的红外激光波长
里贝罗·德·巴罗斯说:“入射光在金纳米粒子中引发了能量驱动的过程，例如温度升高或电子效应，这影响了固定在它们表面的酶的性质。”
“可以得出这样的结论:在LSPR激发下，金纳米星表面的局部光热加热导致脂肪酶生物催化作用增强
这个结论可以扩展到酶和等离子体纳米粒子的其他组合
" 广泛的潜在应用包括生物催化以加速工业规模的化学反应和致病酶的体内控制
在更遥远的未来，这种过程可能被用于治疗帕金森氏症和阿尔茨海默氏症等疾病
当然，在它成为真正的替代品之前，还需要更多的研究
里贝罗·德·巴罗斯说:“从医学的角度来看，这项研究的主要目的是在不久的将来找到不需要侵入性手术的疾病治疗方法，并通过特定的空间和时间方法来避免现有方法的副作用。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
