ИСТИНА

Сегодня, в «век нанотехнологий», одним из активно развивающихся направлений катализа является создание «искусственных ферментов», в том числе, разработка неорганических наночастиц с каталитической активностью, сравнимой с таковой для их природных аналогов, но, в отличие от них, обладающих высокой стабильностью при хранении и простотой получения. Такие частицы востребованы для задач иммуноферментного анализа, лабораторного исследования, занимающего сегодня лидирующее место среди диагностических методик. Одним из наиболее используемых катализаторов в иммуноферментном анализе является пероксидаза хрена. Несмотря на большое количество уже изученных наночастиц-аналогов пероксидазы (Pt, Fe3O4, WO3, CuO, Au и др), их использование на практике невозможно из-за их низкой селективности и активности в нейтральных средах. В настоящей работе для получения «искусственной пероксидазы» предложено использование берлинской лазури (БЛ), наиболее совершенного неорганического катализатора восстановления Н2О2 [1]. Автором впервые предложен подход химического синтеза наночастиц БЛ, позволяющий контролировать размер получаемых частиц и их каталитические свойства. В отличие от традиционного метода, основанного на смешивании солей железа в разных степенях окисления (K3[Fe(CN)6] + FeCl2) и приводящего к моментальному образованию нерастворимого комплекса FeIII[FeII(CN)6]-, предложенный нами метод предполагает восстановление комплекса FeIII[FeIII(CN)6] пероксидом водорода. Варьируя концентрацию солей (K3[Fe(CN)6] + FeCl3), пероксида водорода и время синтеза, можно контролировать размер получаемых частиц. Так, были синтезированы наночастицы диаметром от 35 нм до 100 нм. В работе показано, что полученные наночастицы БЛ катализируют окисление 3,3’,5,5’-тетраметилбензидина (ТМБ) (наиболее распространенного субстрата пероксидазы) пероксидом водорода до спектрофотометрируемой формы ТМБ2+ даже в слабо-кислых и нейтральных рН. Зависимость скорости каталитической реакции от концентрации субстрата описывали уравнением Михаэлиса-Ментена. Показано, что каталитическая активность наночастиц берлинской лазури (d = 35 нм) при рН = 5.0 не только не уступает таковой для пероксидазы хрена, но превосходит ее в 2-3 раза: по пероксиду водорода kкат/Кm = 2.32•106 с-1•М-1, по 3,3’,5,5’-тетраметилбензидину kкат/Кm = 2.86•106 с-1•М-1, в то время как для пероксидазы хрена в аналогичных условиях 1.70•106 с-1•М-1 и 1.05•106 с-1•М-1, соответственно. Работа выполнена в лаборатории электрохимических методов Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова при финансовой поддержке РНФ, грант № 16-13-00010. Список литературы 1. A.A. Karyakin E. E. K., L. Gorton. The electrocatalytic activity of Prussian blue in hydrogen peroxide reduction studied using a wall-jet electrode with continuous flow // Journal of Electroanalytical Chemistry. ‒ 1998. ‒ T. 456(1-2). ‒ C. 97-104.