Proton Driving Mechanism Revealed in Sulfur‐Doped Single‐Atom FeN2O2 Carbon Dots for Superior Peroxidase Activity

硫黄 机制(生物学) 化学 兴奋剂 碳纤维 Atom(片上系统) 质子 过氧化物酶 碳原子 材料科学 纳米技术 光电子学 物理 有机化学 计算机科学 生物化学 冶金 复合材料 核物理学 嵌入式系统 复合数 量子力学 烷基
作者
Jiakuan Yang,Maolin Wang,Siyu Gao,Meng Zhou,Xiaogang Du,Li Zhang,Ying Wang,Xianxiang Dai,Yuanyuan Jiang,Yunkun Li,Yunsong Zhang,Lin Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202504575
摘要

Abstract Heteroatom‐doped single‐atom nanozymes (SAEs) hold great promise as enzyme mimics, yet their catalytic mechanisms remain unclear. This study reveals that the proton driving mechanism induced by sulfur doping in single‐atom FeN 2 O 2 carbon dots (S‐FeCDs) significantly enhances peroxidase (POD)‐like activity. Synthesized via low‐temperature carbonization, S‐FeCDs exhibit FeN 2 O 2 coordination with sulfur in the second shell, as confirmed by XAFS and AC‐STEM. The POD‐specific activity of S‐FeCDs reached 295 U mg −1 , which is 11.2‐fold higher than that of sulfur‐free FeCDs, with natural enzyme‐like kinetics. In situ experiments, kinetic and mechanistic studies revealed that sulfur doping promotes H 2 O dissociation, enhances H + adsorption, reduces the Δ G for H 2 O 2 ‐to‐·OH conversion. DFT revealed a lowered energy barrier for the rate‐determining step (2*OH → *O + *H 2 O) from 2.50 to 1.62 eV. In vivo, S‐FeCDs demonstrated broad pH efficacy in MRSA‐infected wound models, achieving near‐complete healing within 7 days. The proton driving mechanism was further validated through nitro compound reduction, demonstrating accelerated N─H bond activation. This work highlights the critical role of sulfur‐induced proton dynamics in enhancing SAEs performance, providing a rational strategy for designing multifunctional nanozymes in biomedical and catalytic applications.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
大力水手完成签到,获得积分0
2秒前
BlueKitty完成签到,获得积分10
6秒前
1z完成签到,获得积分10
7秒前
eyu完成签到,获得积分10
7秒前
jw完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
Han完成签到,获得积分10
12秒前
chenwang发布了新的文献求助20
12秒前
14秒前
16秒前
jixuchance完成签到,获得积分10
17秒前
HK完成签到 ,获得积分10
19秒前
北斗文曲星完成签到,获得积分10
19秒前
7弥LY完成签到 ,获得积分10
20秒前
天真的大船完成签到 ,获得积分10
20秒前
无极2023完成签到 ,获得积分0
21秒前
凌泉完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
AskNature完成签到,获得积分10
24秒前
花开的石头完成签到,获得积分10
25秒前
狂野元枫完成签到 ,获得积分10
27秒前
楚寅完成签到 ,获得积分10
29秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
29秒前
haralee完成签到 ,获得积分10
30秒前
忐忑的书桃完成签到 ,获得积分10
33秒前
阿莳完成签到 ,获得积分10
33秒前
AUGKING27完成签到 ,获得积分10
34秒前
杂菜流完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
沐梦完成签到 ,获得积分10
37秒前
Loong完成签到,获得积分10
39秒前
ho完成签到,获得积分10
40秒前
行者+完成签到,获得积分0
41秒前
科研通AI2S应助一个小胖子采纳,获得10
46秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
47秒前
raiychemj完成签到,获得积分10
47秒前
hebhm完成签到,获得积分10
47秒前
lulu完成签到 ,获得积分10
49秒前
momo完成签到 ,获得积分10
51秒前
荷戟执子手完成签到,获得积分10
56秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
Electrochemistry: Volume 17 600
Physical Chemistry: How Chemistry Works 500
SOLUTIONS Adhesive restoration techniques restorative and integrated surgical procedures 500
Energy-Size Reduction Relationships In Comminution 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4952372
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4215135
关于积分的说明 13111370
捐赠科研通 3997082
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2187751
邀请新用户注册赠送积分活动 1202987
关于科研通互助平台的介绍 1115740