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Recentemente, catalisadores de átomos únicos (SACs) têm sido usados para construir biossensores para a determinação de pesticidas organofosforados (OPs). No entanto, a maioria das nanoenzimas, incluindo os SACs, são enzimas semelhantes à peroxidase e requerem peróxido de hidrogênio (H2O2) altamente tóxico e instável como co-reator para gerar espécies reativas de oxigênio. Inspirados pelo local heme das citocromos c oxidases (Ccos), a construção de SACs coordenados por Fe-N5, introduzindo ligantes N axiais, é esperada para ligar O2 e gerar intermediários ativos de metal-oxigênio. Neste estudo, um SAC com um centro ativo Fe-N5 confinado por nanoframas de carbono porosas hierarquicamente (Fe SAs/N5-pC-4) foi preparado por uma estratégia de polimerização-pirosevaporação-etching, e seu mecanismo enzimático subjacente foi revelado através de experimentos e cálculos de teoria do funcional da densidade. A utilização de 100% do átomo de metal, aumento de sítios ativos acessíveis, transferência de massa acelerada, excelente hidrofilicidade e um mecanismo impulsionado por elétrons do N axial conferem ao SAC uma atividade semelhante à oxidase aprimorada. Notavelmente, sua constante de taxa catalítica (0,398 s-1) é 569 vezes maior do que a do catalisador comercial Pt/C. Semelhante ao mecanismo catalítico das Ccos, O2 pode ser convertido em espécies reativas de oxigênio, evitando efetivamente o uso do co-reator H2O2. Além disso, com base no efeito inibitório dos tióis sobre o sítio ativo de Fe SAs/N5-pC-4, um biossensor foi construído e aplicado à análise colorimétrica de OPs. Isso fornece um método fácil e econômico para triagem eficiente de OPs em locais para ajudar a controlar sua contaminação.
Chen et al. (Qui,) estudaram essa questão.