金纳米颗粒负载Ti3C2Tx MXene纳米片：原位还原增强类过氧化氢酶活性及其肿瘤治疗应用

为解决肿瘤微环境(TME)缺氧和天然酶稳定性差的问题，研究人员通过原位还原法制备了金纳米颗粒(Au NPs)负载的Ti3C2Tx MXene纳米片(Ti3C2Tx-Au-PEG/TANP)。该材料兼具光热治疗(PTT)和多重类酶活性（CAT/GOx/POD-like），可分解H2O2缓解缺氧，并通过级联反应消耗葡萄糖、产生活性氧(ROS)，结合DFT计算揭示了Au NPs增强催化活性的机制，为多功能纳米酶设计提供了新思路。

　　

肿瘤治疗的新武器：当MXene遇上金纳米颗粒
在抗癌战场上，缺氧的肿瘤微环境(TME)就像一道坚固的屏障，让许多疗法铩羽而归。天然酶如葡萄糖氧化酶(GOx)虽能通过"饥饿疗法"切断肿瘤的能量供应，却因易失活、稳定性差而难担大任。这时，科学家将目光投向了纳米酶——这种兼具催化活性和稳定性的材料新星。其中，二维材料Ti₃C₂T_x MXene因其独特的类过氧化氢酶(CAT-like)活性和光热转化能力备受关注，但较弱的催化效率限制了其应用。

为突破这一瓶颈，国内某研究团队创新性地将金纳米颗粒(Au NPs)与Ti₃C₂T_x MXene结合，通过原位还原法制备出多功能纳米复合材料TANP。这项发表于《Nano Today》的研究显示，Au NPs的引入不仅大幅提升了材料的CAT-like活性，还赋予其葡萄糖氧化酶(GOx-like)和过氧化物酶(POD-like)特性，构建出高效的级联催化系统。

关键技术方法
研究团队首先通过LiF/HCl蚀刻Ti₃AlC₂陶瓷制备单层Ti₃C₂T_x MXene，在N₂保护下超声处理获得小尺寸纳米片。利用MXene的还原性，在冰浴中将氯金酸原位还原为Au NPs并负载于纳米片表面，最后经聚乙二醇(PEG)修饰增强生物相容性。通过密度泛函理论(DFT)计算揭示了催化增强机制，并系统评估了材料的体外和体内抗肿瘤效果。

研究结果
制备与表征
透射电镜显示Au NPs均匀分布在Ti₃C₂T_x表面，粒径约5 nm。X射线光电子能谱证实Ti元素以+2/+3价态存在，Au以金属态存在。PEG修饰使材料水合粒径稳定在150 nm左右，zeta电位降至-15 mV，显著提高了胶体稳定性。

类酶活性增强
与纯Ti₃C₂T_x相比，Ti₃C₂T_x-Au的CAT-like活性提升3.8倍，可在5分钟内分解80%的H₂O₂。DFT计算表明Au NPs作为电子转移桥梁，降低了H₂O₂分解的能垒（从1.58 eV降至0.72 eV）。同时材料表现出显著的GOx-like活性，可在无氧条件下催化葡萄糖氧化，并伴随H₂O₂生成。

联合治疗效应
在4T1肿瘤模型中，TANP在808 nm激光照射下可实现52.3℃的局部升温（光热转换效率达48.7%）。体内外实验证实，其通过三重机制发挥作用：(1)CAT-like活性缓解缺氧，(2)GOx-like活性消耗葡萄糖，(3)POD-like活性产生ROS。与单一治疗相比，联合PTT使肿瘤抑制率从41.2%提升至92.6%。

结论与展望
该研究开创性地利用MXene的还原特性构建Au NPs复合纳米酶，通过电子结构调控实现了催化活性的精准增强。TANP不仅解决了天然酶稳定性差的难题，其自供氧特性更突破了肿瘤缺氧对治疗的制约。尤为重要的是，光热效应可进一步加速催化反应，实现了"1+1>2"的治疗效果。这项工作为设计新型多功能纳米酶提供了范式，也为肿瘤联合治疗策略的开发开辟了新途径。未来通过优化金属纳米颗粒的组成和负载量，有望获得更高效的纳米酶系统。