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来源: 时间:2023-09-25 15:16:44 浏览:1175次

第一作者:Liang Huang、Qiong Liu和Weiwei Wu

通讯作者:董绍俊院士、Jin Wang

通讯单位:中国科学院长春应用化学研究所和纽约州立大学石溪分校

DOI: 10.1038/s41467-023-41311-9.


01

研究背景

单原子催化剂(SACs)已成为催化和能量转换领域最具吸引力的前沿研究领域之一,但是由于SACs的原子非均质性和集合平均测量的局限性,负责控制特定催化性质和机制的基本活性位点在很大程度上仍然被隐藏。基于此,中国科学院长春应用化学研究所董绍俊院士和美国纽约州立大学石溪分校Jin Wang等人报道了一种单原子催化-荧光相关光谱(SAC-FCS)的定量方法,利用原子结构依赖的催化动力学和单分子荧光显微镜的单次周转分辨率,能够研究不同的铁-氮(Fe-N)配位SACs上的类氧化酶单分子催化,量化活性位点及其动力学参数。


02

文章要点

1、通过将单次转化反应的自相关性与不相同的原子位点相关联,作者成功地解析了FeNx/C SACs上单分子氧化酶催化的实时荧光轨迹。同时,通过SAC-FCS方法的自相关计算,从杂化单原子位点识别和量化内在的类氧化酶活性中心。

2、作者还揭示了FeNx/C SACs中FeN5活性位点的重要原子和催化动力学参数,其中类氧化酶活性位点的活性位点比例约为26%,活性位点对非均相类氧化酶催化反应的催化速率常数分别比FeNx/C SACs中的非活性位点和酞菁铁中的FeN4位点高182倍和1463倍。


03

图文展示

 

图1. SAC-FCS的设置和机制

 

图2.单原子模型与SAC-FCS分析

 

图3. SAC-FCS鉴定FeNx/C SACs的活性位点

 

图4. FeNx/C SACs的单原子动力学和机理分析

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全部 3小时前 四川
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