亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Density Functional Theory Investigation of the Biocatalytic Mechanisms of pH-Driven Biomimetic Behavior in CeO2

活性氧 过氧化氢酶 超氧化物歧化酶 激进的 氧化铈 抗氧化剂 密度泛函理论 氧气 羟基自由基 过氧化氢 吸附 材料科学 化学 氧化物 化学工程 无机化学 有机化学 计算化学 生物化学 工程类
作者
Hongyang Ma,Zhao Liu,Pramod Koshy,Charles C. Sorrell,Judy N. Hart
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (9): 11937-11949 被引量:23
标识
DOI:10.1021/acsami.1c24686
摘要

There is considerable interest in the pH-dependent, switchable, biocatalytic properties of cerium oxide (CeO2) nanoparticles in biomedicine, where these materials exhibit beneficial antioxidant activity against reactive oxygen species (ROS) at a basic physiological pH but cytotoxic prooxidant activity in an acidic cancer cell pH microenvironment. While the general characteristics of the role of oxygen vacancies are known, the mechanism of their action at the atomic scale under different pH conditions has yet to be elucidated. The present work applies density functional theory (DFT) calculations to interpret, at the atomic scale, the pH-induced behavior of the stable {111} surface of CeO2 containing oxygen vacancies. Analysis of the surface-adsorbed media species reveals the critical role of pH on the interaction between ROS (•O2- and H2O2) and the defective CeO2 {111} surface. Under basic conditions, the superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) biomimetic reactions can be performed cyclically, scavenging and decomposing ROS to harmless products, making CeO2 an excellent antioxidant. However, under acidic conditions, the CAT biomimetic reaction is hindered owing to the limited reversibility of Ce3+ ↔ Ce4+ and formation ↔ annihilation of oxygen vacancies. A Fenton biomimetic reaction (H2O2 + Ce3+ → Ce4+ + OH- + •OH) is predicted to occur simultaneously with the SOD and CAT biomimetic reactions, resulting in the formation of hydroxyl radicals, making CeO2 a cytotoxic prooxidant.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
23秒前
25秒前
majer完成签到,获得积分10
27秒前
ZBC发布了新的文献求助10
28秒前
majer发布了新的文献求助30
30秒前
科研通AI2S应助ZBC采纳,获得10
35秒前
54秒前
57秒前
1分钟前
messi发布了新的文献求助30
1分钟前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
ZBC发布了新的文献求助10
2分钟前
lala完成签到,获得积分10
2分钟前
zhihaijun完成签到,获得积分10
2分钟前
星辰大海应助zhihaijun采纳,获得10
2分钟前
香蕉觅云应助ZBC采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
瞿访云完成签到,获得积分10
2分钟前
jiangyt完成签到,获得积分10
2分钟前
文子完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
老杨发布了新的文献求助10
2分钟前
patrick发布了新的文献求助10
2分钟前
CodeCraft应助patrick采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
jiangyt发布了新的文献求助10
3分钟前
ZBC发布了新的文献求助10
3分钟前
boymin2015完成签到,获得积分10
3分钟前
李健应助ZBC采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
科研那些年完成签到,获得积分10
3分钟前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
寻道图强应助科研通管家采纳,获得20
3分钟前
4分钟前
4分钟前
4分钟前
高分求助中
Un calendrier babylonien des travaux, des signes et des mois: Séries iqqur îpuš 1036
Quantum Science and Technology Volume 5 Number 4, October 2020 1000
Formgebungs- und Stabilisierungsparameter für das Konstruktionsverfahren der FiDU-Freien Innendruckumformung von Blech 1000
IG Farbenindustrie AG and Imperial Chemical Industries Limited strategies for growth and survival 1925-1953 800
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 600
Prochinois Et Maoïsmes En France (et Dans Les Espaces Francophones) 500
Offline version of the Proceedings of 15th EWTEC 2023, Bilbao 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2524215
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2166337
关于积分的说明 5556646
捐赠科研通 1886504
什么是DOI,文献DOI怎么找? 939374
版权声明 564557
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 501043