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本文聚焦双原子纳米酶（DAzymes），系统总结其设计原理、合成策略、表征技术、催化机制及生物医学应用。DAzymes 以独特双金属原子中心实现高效催化，在抗菌、抗肿瘤、生物传感等领域前景广阔，为精准医学和智能生物材料发展提供助力。
双原子纳米酶：合成、表征、催化机制及生物医学应用
纳米酶作为一类人工酶模拟物，凭借独特的理化性质、成本效益和可调节功能，成为极具潜力的催化材料，有望替代天然酶。然而，其结构的异质性导致催化位点不明确、金属原子利用效率低，限制了实际应用。单原子纳米酶（SAzymes）的出现带来了突破，实现了原子分散的金属活性位点，提高了原子效率，明确了反应机制。但 SAzymes 仍存在局限性，如单一位点限制了与反应中间体的协同作用，难以进行复杂的催化级联反应；热力学不稳定易造成金属聚集，影响催化耐久性和负载能力。
受天然氧化酶（如细胞色素 c 氧化酶）利用多金属中心高效催化的启发，双原子纳米酶（DAzymes）应运而生。DAzymes 具有相邻的成对金属位点，能通过特定的电子耦合和空间限制实现协同催化。与单原子纳米酶相比，其催化效率更高，原因主要有三点：一是双原子间形成的直接或间接配位可防止金属原子团聚，增加金属负载量和活性位点数量；二是异金属原子的存在能改变另一个金属原子的电子结构（如调节 D 带中心），促进电子转移，增强活性位点与底物的亲和力，提升酶的催化活性；三是两个金属原子间存在协同相互作用，可实现多步化学反应的协同催化，展现多种催化活性 。
合成
DAzymes 的合成方法众多，包括原子层沉积、掠角沉积、电化学制备、湿化学吸附以及高温热处理等。目前，相关综述常根据合成路径将这些方法分为自下而上和自上而下两类，但这种分类方式未充分考虑影响 DAzymes 活性的关键因素，尤其是金属原子聚集问题。
表征
DAzymes 与传统纳米酶的关键区别在于其活性位点包含两种不同的金属原子。因此，对 DAzymes 的关键表征需通过多维度分析，确认这两种金属物种的存在及其协同相互作用。具体包括：验证两种原子在材料表面的均匀分布情况；确定它们的化学价态和配位环境；阐明电子结构特征等 。
催化机制
DAzymes 独特的异双原子结构特征使其催化效率优于单原子纳米酶。目前，多数现有综述主要围绕选择性氢化和催化氧化等催化反应阐述双原子纳米酶的机制，却很少探讨双原子结构特征对催化性能的影响 。
生物医学应用
近年来，DAzymes 在生物医学领域的应用显著增加。从产生或消除活性氧（ROS）的角度来看，DAzymes 已被开发出具有类似过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等的酶活性。这些特性使其在抗炎、肿瘤治疗、传感检测等方面展现出良好的应用前景，并且 DAzymes 还具有良好的生物相容性 。
结论与展望
本文全面系统地总结了双原子纳米酶在合成策略、表征技术、结构 - 性能关系以及生物医学应用等方面的研究进展。尽管近年来 DAzymes 取得了显著成果，但仍面临诸多挑战，如需要更多合成策略实现双金属原子（如 Fe - Fe、Cu - Zn、Pt - Co 等）在载体（如碳材料、金属有机框架等）上的精确锚定 。未来，随着研究的深入，DAzymes 有望在精准医学和自适应生物材料领域实现更广泛的转化应用，为生命科学和健康医学的发展带来新的突破。
