近日，我校化学化工与资源利用学院森林植物生态学教育部重点实验室徐加廷教授团队在纳米酶领域取得进展，研究成果发表于材料化学领域的顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）（影响因子27.4）。该研究提出一种高效的水热工程化策略，通过在纳米二氧化硅载体中定向构筑异核氧桥连的不对称双原子活性中心（Ce–O–Mn），突破传统单原子纳米酶活性位点单一的局限。利用双原子协同效应与氧桥介导的电荷传输机制，显著提升类酶催化活性，实现催化位点的动态调控与降解性的优化。
二氧化硅和制备纳米酶的形貌
该研究中双金属活性位点的嵌入点“硅”成“酶”：赋予纳米二氧化硅多类酶活性、生物降解性以及低带隙宽度（光催化活性），纳米酶载体的中空介孔结构可用于负载和递送功能小分子。酶活性参数测试表明，获得的硅基纳米酶可媲美高温热解制备的碳基纳米酶。生物实验结果表明，纳米酶载体负载植物多酚表没食子儿茶素没食子酸酯并修饰天然多糖透明质酸后，获得的纳米酶体系在近红外光辐射下可有效抑制小鼠肿瘤模型，且具备良好的生物安全性。由于硅氧骨架的“活泼”性，本研究将启发一系列硅基多功能纳米酶的研发和应用新思路。
纳米酶是一类具有天然酶催化活性的人工纳米材料，兼具纳米物质与生物酶的双重优势，具有以下优点：一是稳定性高，天然酶易受温度等环境因素影响而失活，而纳米酶化学结构稳固，能在极端条件下保持活性；二是多功能性，单一纳米酶可模拟多种酶活性，还可整合靶向、成像或载药功能；三是低成本易量产，天然酶提取纯化复杂、成本高昂，纳米酶可通过化学合成大规模制备且易于修饰；四是可设计性，通过调控成分、尺寸及表面特性，可精准优化催化效率与选择性。
纳米酶凭借高效、稳定、经济的特性，正成为生物催化、医学诊疗及环境治理等领域的新兴工具，未来有望替代或补充传统酶技术。
原文：https://advanced-onlinelibrary-wiley-com-s.webvpn.nefu.edu.cn/doi/10.1002/adma.202419673
