酶作为有效的催化剂，在环境友好的条件下促进反应的转化。近年来，生物催化在学术和工业中的应用越来越多，但有些酶需要昂贵的辅因子，如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NAD(P)H)或黄素，影响了其应用性。光催化为原位辅因子的产生和回收提供了一种经济性策略。光敏剂（PS）吸收光，使光激发的电子能够转移到氧化的辅因子中进行再生。值得注意的是，PS还可用于原位产生各种活性氧（ROS），如过氧化氢（H₂O₂），其可作为特定酶的共底物。而在这一过程中也需要电子供体（ED）如乙二胺四乙酸（EDTA）或甲醇（MeOH）来完成催化循环。双功能树脂用于光生物催化，包括光催化剂和固定化酶，带来了几个挑战，包括有效固定化、保持光催化剂和酶活性以及确保足够的光穿透。然而，其优点，如集成工艺、可重复使用性、更容易的产品分离和可扩展性的潜力，可能会超过这些挑战，使双功能树脂系统有望用于高效和可持续的光生物催化应用。

在H₂O₂和卤化物阴离子（X^-）的存在下，被共价锚定的氯过氧化物酶（CiVCPO）能促进次卤物种（XO^-）的产生，然后可以诱导合适的有机底物的亲电卤化。CiVCPO具有良好的特性，稳定性好，可以在广泛的pH值和温度范围内工作，耐受有机溶剂并能长时间保持其活性。有鉴于此，University of Bern的Francesca Paradisi课题组选择CiVCPO作为模型酶，使用聚合的高内相乳液（PolyHIPE）聚合物设计了一种能够支持CiVCPO并通过光催化方法原位产生H₂O₂的双功能光活性材料，以及它与流动设置的兼容性。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

首先，评估了CiVCPO在不同波长下的光稳定性。

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接下来，作者合成了一系列均匀和非均匀的BTZ和BDP有机光敏材料，并评估了它们在暴露于光下时产生H₂O₂的能力。

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随后，为了将CiVCPO固定在pHIPE-BTZ材料上，对其进行了羧基官能团化。

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最后，将CiVCPO酶固定到pHIPE-BTZ上后，它能够在蓝光（456nm）照射和连续流动条件下对四种芳香底物进行溴化。

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原文标题：Engineering a Dual-Functionalized PolyHIPE Resin for Photobiocatalytic Flow Chemistry

原文作者：Emmanouil Broumidis and Francesca Paradisi*

Angew. Chem. Int. Ed.2024, e202401912