酶催化与金属催化结合构建生物-化学一锅级联反应, 理论上可开发众多新的绿色化学路线,是催化科学的一个重要研究前沿方向。如何使得多步的酶催化和金属催化反应在同一条件下高效进行,同时发挥酶与金属催化剂各自的优势甚至产生协同效应,是构筑酶-金属复合催化剂的一个重要挑战。 针对酶催化和金属催化反应在同一条件下难以高效进行的问题,南昌大学黎晓阳的研究小组提出了将酶与金属催化剂分层固定在纳米花状介孔共价有机骨架材料(COF)的酶-金属复合催化剂构筑新策略。利用纳米花状介孔COF的高孔隙率对真菌毒素的高吸附性,以及葡萄糖氧化酶(GOx)和四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4 NPs)的协同催化作用高效去除真菌毒素。该酶-金属复合催化剂的高催化活性原因有:(1)COF的限域效应、对底物的富集作用;(2)GOx与铁纳米颗粒的邻近效应,中间产物H2O2的高利用率;(3)酶催化产生葡萄糖酸对反应溶液pH的调节作用。相关工作以“Co-Immobilization of Enzymes and Metals on the Covalent-Organic Framework for the Efficient Removal of Mycotoxins”为题发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》上(supplementary cover paper,DOI:10.1021/acsami.2c20302)。