综述：基于中药的纳米酶在生物医学应用中的进展

这篇综述系统阐述了“草药酶”（herbzymes）这一新兴概念，即从中药提取或衍生的具有多种酶模拟活性（如POD-like、SOD-like、CAT-like）的纳米材料。文章从纳米酶的分类（金属氧化物、碳基材料等）切入，重点探讨了中药纳米酶的三类合成方法（碳点、多酚-金属复合物、中药提取物），及其在抗炎（IBD）、抗氧化（ROS/RNS清除）、抗肿瘤（铁死亡诱导）和生物传感等领域的应用，同时指出催化位点解析、毒性评估等挑战，为传统中药现代化提供了纳米催化视角的创新思路。

　　

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引言：草药酶的概念与起源

纳米酶领域自2007年发现Fe₃O₄纳米颗粒的过氧化物酶（POD）活性后迅速发展。随着绿色化学理念的普及，从中药资源开发的纳米酶——"草药酶"（herbzymes）逐渐成为研究热点。这类材料通过加工、螯合或自组装获得，兼具中药药理特性与纳米酶催化功能，为中药现代化提供了新范式。屠呦呦团队从青蒿中发现青蒿素的案例，凸显了中药活性成分的潜力，但也暴露了溶解度低、生物利用度差等瓶颈。纳米技术的引入（如纳米制剂、全药纳米化）正突破这些限制。

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纳米酶的分类与特性

基础性质与催化多样性

纳米酶是一类具有天然酶特性的纳米材料，其催化活性受成分、尺寸及环境（pH、温度）调控。相比天然酶，纳米酶稳定性高、成本低，且可同时具备多重酶活。例如：

• POD-like：以Fe₃O₄为代表，通过TMB显色法检测，用于肿瘤诊疗；
• SOD-like：如富勒烯衍生物，可清除O₂^–·，缓解氧化应激；
• 级联酶系统：如SOD/CAT联用，自主生成中间产物，提升抗ROS效率。

2022年，纳米酶被国际纯粹与应用化学联合会评为十大新兴化学技术之一。

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草药酶的三大类型

1. 中药碳点（TCM-CDs）

通过水热法或微波法从炭化中药（如姜、黄芪）制备，兼具荧光特性与酶活性。例如：

• 没食子酸-CDs：展现SOD/CAT/GPx三重活性，治疗急性肾损伤；
• 咖啡酸-CDs：通过耗竭GSH诱导肿瘤细胞铁死亡。

2. 多酚-金属纳米酶

中药多酚（如姜黄素、迷迭香酸）与金属离子（Cu²⁺/Mn²⁺）自组装形成：

• 姜黄素-Cu：模拟SOD，中和自由基；
• 迷迭香酸-Fe：具POD活性，促进抗菌治疗。

3. 中药提取物纳米酶

如黄精纳米颗粒显示磷酸酶活性，或通过网络药理学预测其抗COVID-19机制。

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应用场景与案例

• 炎症性疾病：大黄酸-CDs通过清除ABTS自由基治疗结肠炎；
• 肿瘤：氯原酸-CDs激活免疫细胞，将"冷肿瘤"转化为"热肿瘤"；
• 环境：黄芩-白花蛇舌草CDs作为香烟滤嘴添加剂，清除80% RNS。

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挑战与展望

当前研究面临催化位点不明确、毒性数据缺乏等问题。未来需建立草药酶数据库，并拓展其在食品保鲜、能源等非医疗领域的应用。通过纳米酶视角解析中药活性成分，或将重塑传统药物的现代化路径。