Коллаборация ученых из нескольких институтов США разработала новый катализатор на основе нанокубиков палладия, который может заменить фермент пероксидазу в ряде медицинских тестов. Его эффективность продемонстрировали в распространенном тесте на рак простаты, повысив чувствительность этого метода на несколько порядков. Работа опубликована в ACS Nano.

Нанокубик палладия, снятый на просвечивающем электронном микроскопе. Изображение: Chilan Ngo, UCLA

Ученые синтезировали катализатор в две стадии: на первом этапе получали кубические наночастицы палладия различных размеров, которые затем были использованы в качестве центров кристаллизации иридия. Полученные наночастицы представляли собой кубики размерами 7, 18 и 51 нанометр (так называемые наночастицы ядро-оболочка).

Такие частицы выступают в качестве катализатора в реакциях восстановления пероксосоединений, подобно ферменту пероксидазе. В медицине пероксидаза хрена применяется в ряде иммунохимических методов, например, при проведении ПСА-теста, позволяющего выявлять рак предстательной железы. Активность нового катализатора оказалась примерно в 400 раз выше, чем у пероксидазы, что привело к увеличению чувствительности ПСА-теста в 110 раз.

По словам авторов публикации, ключевую роль в повышении эффективности катализатора играет слой иридия, который, по их мнению, улучшает связывание реагентов, как бы делая поверхность наночастиц «липкой». Природные пероксидазы имеют ряд недостатков, которых лишены Pd@Ir наночастицы: они более требовательны к температуре и составу среды, кроме того, их сложнее синтезировать.