金属催化剂存在着尺寸效应。随着金属颗粒尺寸减小，其形貌、电子结构以及金属与载体间的相互作用会发生变化，从而可能导致催化活性的显著提高。将超小尺寸的金属亚纳米团簇在温和条件下的高活性与酶催化活性相匹配以提高酶-化学级联反应效率。在单独以普通蛋白分子为模板合成蛋白-金属复合物的过程中，结合在蛋白表面的金属团簇表面能较高，易形成较大粒径颗粒。因此，直接以蛋白为模板合成的复合物普遍存在着金属颗粒尺寸不可控的缺点，难以实现超小尺寸亚纳米团簇的可控合成。利用高分子-蛋白结合物特殊的纳米限域空间结构，将单个金属颗粒原位还原在结合物中，从而实现超小尺寸金属亚纳米团簇的可控制备，构建了酶-金属亚纳米团簇复合物。
利用温敏高分子 Pluronic 修饰酶分子制备了酶-高分子结合物，并利用其限域结构原位还原合成了金属亚纳米颗粒，从而构建了酶-金属亚纳米团簇复合物。利用基于微液滴反应在线快速消解蛋白的纳升电喷雾质谱、分子动力学模拟等分析手段，对酶-高分子结合物限域结构中原位还原金属亚纳米颗粒的过程进行了深入分析，发现酶-高分子结合物中的高分子链缠绕在酶的表面形成了一个具有表面高分子层的纳米反应器，而单个金属颗粒可以在这种具有限域结构的结合物中被原位还原（图1）。通过实现多种酶和金属颗粒的组合，证明了该合成方法具有较好的普适性。
通过浓度调控，实现了酶-金属复合物中不同尺寸金属颗粒的可控合成。脂肪酶-钯亚纳米团簇复合催化剂（0.8Pd/CALB-Pluronic）很好保持了脂肪酶的活性，同时在钯催化的 (S)-1-苯基乙胺外消旋化中表现出高活性，在酶促反应相对较低的温度（55 oC）下，比商业化钯碳催化剂活性高近 50 倍。发现 Pd 纳米颗粒在催化外消旋反应中存在着尺寸效应，其活性随着粒径的减少而增强（图2）。
为了分析其机理，通过利用 X 射线吸收精细结构、X 射线光电子能谱等手段分析了 Pd/CALB-P 中 Pd 的配位环境，发现随着 Pd 颗粒尺寸的减少，Pd-O 配位键增多（图3）。因此，构建了如同4-a 所示的部分氧化的 Pd(111) 晶面，通过 DFT 计算了(S)-1-苯乙胺外消旋反应历程中自由能的变化，发现部分氧化的 Pd(111) 表面对苯乙胺具有更低的吸附能且更利于亚胺中间体的形成，使得外消旋反应更容易发生。这阐释了这一催化过程中 Pd 亚纳米团簇尺寸效应的机理。
将酶-金属亚纳米团簇复合物应用于(±)-1-苯乙胺、(±)-1-氨基茚满、(±)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺等胺类化合物的化学-酶法动态动力学拆分反应，其催化效率分别比商业化的固定化脂肪酶和钯碳催化剂的组合提高 7.6、3.1、5 倍。此外，酶-金属纳米团簇复合物具有温度响应特性，可以多次重复使用。
使用单分散的蛋白-高分子结合物作为纳米反应器可控合成了金属亚纳米团簇，其中蛋白-高分子结合物在金属颗粒生长过程中可以有效地抑制金属团簇之间的聚集。该论文发现 Pd-O 配位有助于提高复合物中 Pd 亚纳米团簇的催化活性。Pd 亚纳米团簇的高活性使得金属催化和酶催化在相对低的温度下更好地匹配，从而提高生物-化学级联反应的催化效率。
磁性的GSH-AgNCs@PEI-Fe3O4
丙氨酸纳米银颗粒(CA-AgNPs)
近红外荧光金纳米团簇(LAAO-AuNCs)
硫普罗宁修饰的荧光金纳米团簇(TPN-Au NCs)
高量子产率金纳米团簇(CR-AuNCs)
水溶性手性金纳米团簇(L-NIBC-AuNCs和D-NIBC-AuNCs)平均粒径小于2 nm
金纳米团簇-NFC复合物siRNA(GNC–siRNA)
剥离型环氧树脂/纳米复合材料
小粒径四氧化三铁纳米团簇
聚丙烯酸(PAA)修饰四氧化三铁纳米团簇(Fe3O4NCs)
负载DOX药物的MOF纳米粒子
高核过渡—稀土混金属纳米团簇
苯硒酚修饰金纳米团簇（Se_Au NCs）
黄原酸功能化亲水聚合物修饰荧光金纳米团簇
Cd修饰的Au19Cd2(SR)16
钴/金双金属纳米团簇(GSH@Co-AuNCs)
GSH包覆纳米团簇改性N-(4-氨基丁基)-乙基异鲁米诺(ABEI)的复合材料GSH@Co AuNCs ABEI
Co-AuNCs ABEI@ Oxi-Dex纳米复合材料
[Au8Ag57(Dppp)4(C6H11S)32Cl2]Cl三维（3D）八聚体结构
(ATT)保护的AuNCs
蛋氨酸保护的AuNCs
酶-金属亚纳米团簇复合物
脂肪酶-钯亚纳米团簇复合催化剂（0.8Pd/CALB-Pluronic）
Ag374纳米团簇
Au144(SR)60金纳米团簇
环糊精修饰金纳米团簇（单金属）
卟啉修饰金纳米团簇
碳纳米管负载金纳米团簇
Au15(SR)13小尺寸金纳米团簇
Cd1Au14(StBu)12合金纳米团簇
金刚烷硫醇保护的Au40（S-Adm）22纳米团簇
γ-环糊精-金属有机框架（γ-CD-MOF）
Au25(SR)18不同配体不同数量金纳米团簇
二氧化硅-BPEI-金纳米团簇
Au38(SR)24金团簇
单分子层保护的金纳米团簇(Au-MPCs)
zzj 2021.2.25