碳基納米酶是納米酶的一種,具有穩定性高、比表面積大等特點。納米酶是一類新型人工模擬酶,催化活性基于其納米結構。納米酶是國內外研究熱點,隨著研究深入,納米酶新材料不斷豐富,包括碳基納米酶、金屬基納米酶、金屬氫納米酶、金屬硫納米酶等。
在碳基納米酶方面,已開發出石墨烯納米酶、碳納米管(CNTs)納米酶、碳納米球納米酶、富勒烯納米酶、碳點納米酶等多種產品。碳基納米酶可分為純碳基納米酶、復合碳基納米酶、摻雜碳基納米酶。摻雜碳基納米酶是將一種或多種金屬/雜原子摻雜進碳基材料中制備的碳基納米酶,包括鐵摻雜碳基納米酶、氮摻雜碳基納米酶等,元素的摻雜賦予了碳基納米酶更強的類酶活性。
我國擁有納米酶自主知識產權,經過多年發展,我國納米酶在技術研發、制備策略、功能應用、標準制定等方面已取得一定成果。在制備方法方面,碳基納米酶制備方法包括高溫碳化法、浸漬法、溶膠凝膠法、高溫煅燒法、溶劑熱法、化學氣相沉積法等。隨著研究深入,未來將會有更多新工藝應用到碳基納米酶的制備中。
碳基納米酶具有多酶活性,如類過氧化氫酶、類氧化酶、類超氧化物歧化酶等。根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年中國碳基納米酶行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,在應用方面,碳基納米酶的電子和幾何結構獨特,具有良好的催化活性和生物相容性,使之在生物傳感、環境治理、免疫檢測、腫瘤診斷、多模態成像等領域展現出良好應用前景,尤其是生物傳感領域。
碳基材料是碳基納米酶的核心材料,近年來,我國碳基材料生產能力不斷提升,為碳基納米酶市場發展奠定了良好基礎。具體來看,2023年,我國石墨烯市場規模達385億元左右,生產企業包括方大炭素、銀基烯碳、深圳沃特新材等;2023年,我國碳納米管出貨量約12.2萬噸,生產企業包括天奈科技、德方納米、集越納米、中科時代納米、碳尋新材料等。
新思界
行業分析人士表示,目前從事碳基納米酶研發或生產的企業有南京東納生物科技有限公司、重慶康巨全弘生物科技有限公司等。作為納米酶的重要細分,碳基納米酶應用前景廣闊,但目前各類碳基納米酶仍存在局限性,如催化性能不穩定,限制了其應用,未來碳基納米酶研究仍需進一步深入。