近期，我中心张梁教授团队在磷酸三酯酶对有机磷化合物去除方面取得重要进展，研究成果“Development of a multimetal-based phosphotriesterase hybrid nanoflowers for decontamination of environmental organophosphorus compounds pollution” 正式发表于Chemical Engineering Journal (IF=13.273，DOI:10.1016/j.cej.2022.136933)。

有机磷农药以其优良的药效被广泛应用于农业，林业和牧业的病虫草害防治。我国每年有130万吨农药用于农产品，其中70%是有机磷农药。预计2018年至2023年，全球有机磷农药市场的复合年增长率为5.5%。然而，长期以来，农药的使用一直是污染食品和土壤生态的主要因素。特别是许多低浓度的有毒污染物会对环境和人类健康产生长期影响，其中一些影响可长达数十年。此外，由于有机磷化合物的高毒性，其中一些可被开发为神经毒剂，如沙林、梭曼、塔邦和VX等。这些神经毒剂曾在第二次世界大战和海湾战争期间被用作化学武器，并造成大量人员伤亡。去除有机磷污染的传统方法包括漂白处理、碱水解、焚烧和填埋处理。然而，这些方法的需要苛刻的反应条件而且还会产生有毒和有腐蚀性的副产物，这不符合绿色化学的理念。生物酶法修复技术是一种绿色、高效、简便的方法。然而，游离状态的有机磷水解酶存在催化活性不稳定、回收困难、生产成本高等问题。

为了克服这些问题，固定化酶是一种非常有效的策略。近年来，自组装有机-无机杂化纳米花已发展成为一种新型的固定化方法。它可以有效地解决传统酶固定化技术导致的催化活性降低的问题。这种催化活性的增强可归因于良好的固定化酶形貌和高比表面积。张梁教授团队和军事科学院防化研究院郭旋副研究员联合研究曾发现，铜基磷酸三酯酶杂化纳米花具有良好的花状形态且具有优良的催化活性和稳定性，表明该固定化策略适合磷酸三酯酶的固定化（Chen, et al, 2021, Enzyme and Microbial Technology）。本研究中，张梁教授团队根据磷酸三酯酶的金属催化活性中心，开发了高活性的钴锰磷酸三酯酶杂化纳米花Co/MnHF@PTE。Co/MnHF@PTE的活性回收率和有效包封率分别为408%和84.5%。同时，与游离PTE和单金属合成的杂化纳米花相比，Co/MnHF@PTE对温度、有机溶剂和高浓度盐溶液的耐受性得到了显著的增强。此外，Co/MnHF@PTE在泵流反应器中，可以保持对甲基对硫磷的连续降解。本研究为提高磷酸三酯酶的活性和稳定性，促进有机磷化合物在环境中的生物降解提供了可行的方法。

江南大学生物工程学院2021级博士生陈剑雄为论文第一作者，张梁教授和军事科学院防化研究院郭旋副研究员为该论文的共同通讯作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划（2021YFC2100300），国家自然科学基金（81902071），北京市科技新星项目（Z20110000682035）的资助。

图1. Co/MnHF@PTE的制备和应用

图2. Co/MnHF@PTE的金属成核位点预测和和SEM形貌