近日，理学院青年教师李扬和何丽副教授在自然指数期刊《Chemical Communications》上发表了题为“模拟天然水解酶的ZnSe幻数团簇（The prenucleation clusters of ZnSe magic size clusters mimicking natural hydrolase）的研究论文。该研究受天然碳酸酐酶结构启发，首次报道了硒化锌预成核簇作为一种新型水解纳米酶的应用。

在仿生催化领域，纳米酶因其高稳定性、低成本和易于改性等优点，被视为天然酶的理想替代品。然而，目前约93%的纳米酶研究集中在模拟氧化还原酶（如过氧化物酶和氧化酶），而对水解纳米酶的开发相对匮乏。天然碳酸酐酶是一种典型的水解酶，其活性中心由三个组氨酸残基配位的锌离子组成。课题组通过模拟其结构，探索了具有精确原子组成且表面暴露大量锌位点的ZnSe魔术尺寸簇及其预成核簇的催化潜力。

研究团队在室温水相中合成了ZnSe预成核簇。实验结果表明，该簇表面的Zn-配体结构能有效催化对硝基苯酚乙酸酯的水解，其催化动力学特征与天然酶高度相似。此外，研究发现通过阳离子交换反应将Cu²⁺引入ZnSe簇后，材料会转化为Cu_2-xSe，从而使催化活性从“碳酸酐酶样活性”转变为“过氧化物酶样活性”。利用这种催化性能的互逆转变，研究团队开发了一个针对Cu²⁺的高灵敏度双通道传感平台。该研究不仅证明了II-VI族半导体魔术尺寸簇在纳米酶领域的应用潜力，也为开发新型仿生催化剂和环境监测传感器提供了新思路。

本研究得到了国家自然科学基金（22502131、22402136）及四川省科技计划项目（2025ZNSFSC0898、2025ZNSFSC0906）的资助。理学院李杨老师和应用化学系本科生杨豫洁、杨悦为论文共同第一作者，李杨和何丽老师为共同通讯作者。

文章链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2026/CC/D5CC07345F