Kinetics and CatalysisKinetics and CatalysisКинетика и катализ0453-88113034-5413The Russian Academy of Sciences68988610.31857/S0453881125020054SKQUJRVIII Международная научная школа-конференция молодых ученых “Катализ: от науки к промышленности” (30 сентября–3 октября 2024 г., Томск)Research ArticleCatalytic properties of a nanozyme based on silver nanoparticles immobilized in a polymethacrylate matrixКаталитические свойства нанозима на основе наночастиц серебра, иммобилизованных в полиметакрилатную матрицуBraginaS. K.БрагинаС. К.
Russian Federation
braginask@gmail.comGavrilenkoN. A.ГавриленкоН. А.
Russian Federation
braginask@gmail.comSaranchinaN. V.СаранчинаН. В.
Russian Federation
braginask@gmail.comGavrilenkoM. A.ГавриленкоМ. А.
Russian Federation
braginask@gmail.comNational Research Tomsk State UniversityНациональный исследовательский Томский государственный университетNational Research Tomsk Polytechnic UniversityНациональный исследовательский Томский политехнический университет040920256621161252608202526082025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0453-8811/article/view/689886

This article presents studies on the catalytic, peroxidase-like properties of silver nanoparticles (Ag NPs) immobilized in polymethacrylate matrix (PMM). Ag NPs were prepared by thermal reduction of silver cations pre-immobilized in PMM. The morphology of the nanocomposite was studied using scanning electron microscopy, and the average size of the synthesized individual spherical nanoparticles was 18 ± 5 nm. It was demonstrated that silver nanoparticles immobilized in a polymethacrylate matrix (PMM-Ag0) exhibit pronounced peroxidase-like activity in the oxidation reaction of the chromogenic substrate – indigocarmine in the presence of H₂O₂. The Michaelis–Menten model was used to assess the kinetic parameters of the reaction. The values of Michaelis constant (Km) observed for indigocarmine and H₂O₂ (0.1 mM and 1.0 mM, respectively) show strong affinity of the substrates to silver nanoparticles in PMM.

Исследованы каталитические, подобные пероксидазе, свойства наночастиц серебра (НЧ Ag), иммобилизованных в полиметакрилатную матрицу (ПММ). НЧ Ag получены путем термического восстановления предварительно иммобилизованных в ПММ катионов серебра. Морфология нанокомпозита изучена методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), средний размер синтезированных индивидуальных сферических наночастиц составил 18 ± 5 нм. Показано, что наночастицы серебра, иммобилизованные в полиметакрилатную матрицу (ПММ-Ag0), обладают ярко выраженной пероксидазоподобной активностью в реакции окисления хромогенного субстрата – индигокармина – под действием H2O2. Для оценки кинетических параметров реакции использована модель Михаэлиса–Ментен. Значения констант Михаэлиса (Km), 0.1 и 1.0 мМ для индигокармина и H2O2 соответственно, свидетельствуют о сильном сродстве субстратов к наночастицам серебра в ПММ.

silver nanoparticlespolymethacrylateperoxidase-like activitynanozymeglucose detectionнаночастицы серебраполиметакрилатпероксидазоподобная активностьнанозимопределение глюкозыРоссийский научный фондRussian Science Foundation24-24-00160Zhang R., Yan X., Fan K. // Acc. Mater. Res. 2021. V. 2. P. 534.Tang G., He J., Liu J., Yan X., Fan K. // Exploration. 2021. V. 1. № 1. Р. 75.Li X., Zhu H., Liu P., Wang M., Pan J., Qiu F., Ni L., Niu X. // TrAC Trend. Anal. Chem. 2021. V. 143. 116379.Alula M.T., Feke K. // J. Clust. Sci. 2023. V. 34. № 1. Р. 614.Yan W.U., Zhou J.M., Jiang Y.S., Wen L.I., Meng-Jie H.E., Xiao Y., Chen J.Y. // Chin. J. Anal. Chem. 2022. V. 50. № 12. 100187.Cui Y., Lai X., Liang B., Liang Y., Sun H., Wang L. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 12. Р. 6804.Wang H., Wan K., Shi X. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 45. 1805368.Jiang C., Wei X., Bao S., Tu H., Wang W. // RSC Adv. 2019. V. 9. № 71. 41568.Li D., Tian R., Kang S., Chu X.Q., Ge D., Chen X. // Food Chem. 2022. V. 393. 133386.Karim M.N., Anderson S.R., Singh S., Ramanathan R., Bansal V. // Biosens. Bioelectron. 2018. V. 110. P. 8.Saranchina N.V., Bazhenova O.A., Bragina S.K., Semin V.O., Gavrilenko N.A., Volgina T.N., Gavrilenko M.A. // Talanta. 2024. V. 275. 126159.Bragina S.K., Bazhenova O.A., Gavrilenko M.M., Chubik M.V., Saranchina N.V., Volgina T.N., Gavrilenko N.A. // Mendeleev Commun. 2023. V. 33. № 2. P. 263.Gavrilenko N.A., Saranchina N.V. // J. Anal. Chem. 2010. V. 65. № 2. Р. 153.Tolstov A.L., Lebedev E.V. // Theor. Exp. Chem. 2012. V. 48. № 4. P. 211.Lian J., Yin D., Zhao S., Zhu X., Liu Q., Zhang X., Zhang X. // Colloid Surface A. 2020. V. 603. 125283.Lian Q., Chen L., Peng G., Zheng X., Liu Z., Wu S. // Chem. Phys. 2023. V. 570. 111895.Darabdhara G., Sharma B., Das M.R., Boukherroub R., Szunerits S. // Sensor. Actuat. B: Chem. 2017. V. 238. P. 851.Jiang C., Bai Z., Yuan F., Ruan Z., Wang W. // Spectrochim. Acta A. 2022. Vol. 265. 120348.Wei F., Cui X., Wang Z., Dong C., Li J., Han X. // Chem. Eng. J. 2021. V. 408. 127240.Alula M.T., Hendricks-Leukes N.R. // Spectrochim. Acta A. 2024. V. 322. 124830.Mazhani M., Alula M.T., Murape D. // Anal. Chim. Acta. 2020. V. 1107. P. 193.Khagar P., Bagde A.D., Sarode B., Maldhure A.V., Wankhade A.V. // Inorg. Chem. Commun. 2022. V. 141. 109622.