综述：金属纳米酶：从催化机制到生物医学治疗及柔性可穿戴集成

本综述系统阐述了金属纳米酶（Nanozymes）的催化机制及其在生物传感、抗菌治疗、肿瘤治疗、抗炎策略等生物医学领域的突破性应用，同时探讨了其在柔性可穿戴电子设备中的集成前景，为下一代精准医疗与智能诊断技术发展提供了重要理论支撑。

　　

Abstract

纳米酶作为一类突破性的人工酶，于2022年被国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）评为化学领域十大新兴技术之一。凭借其类酶催化活性，它们将生物医学应用和可穿戴电子设备推向新的发展阶段。这类合成催化剂有效克服了天然酶固有的不稳定性和高成本等局限，同时具备可调节的氧化还原活性和多功能特性。

催化机制

金属纳米酶的催化机制主要基于其表面原子排列、电子结构以及尺寸效应所带来的类过氧化物酶（POD）、类氧化酶（OXD）、类过氧化氢酶（CAT）等多种酶模拟活性。其催化性能可通过调控成分、形貌和表面修饰进行优化，例如金、铂等贵金属纳米颗粒及金属氧化物纳米结构在催化反应中表现出高效率和稳定性。

生物医学应用

生物传感

金属纳米酶被广泛用于构建高灵敏度、高选择性的生物传感器，例如用于检测葡萄糖、胆固醇、肿瘤标志物等生物分子。其催化反应可产生显色、荧光或电化学信号，适用于即时诊断（POCT）设备。

抗菌治疗

借助其产生活性氧（ROS）的能力，金属纳米酶可用于杀灭细菌、真菌等病原微生物，在伤口消毒、医疗器械涂层等领域展示出良好的应用潜力。

肿瘤治疗

纳米酶在肿瘤治疗中主要用于催化肿瘤微环境中的过氧化氢（H₂O₂）生成高毒性的·OH自由基，从而诱导肿瘤细胞凋亡。此外，其还可与光热治疗、化疗等策略联合使用，实现协同治疗效应。

抗炎策略

部分纳米酶具有抗氧化和清除自由基的功能，可用于缓解炎症反应，例如在类风湿性关节炎、神经炎症等疾病模型中表现出良好的治疗效果。

柔性可穿戴集成

金属纳米酶与柔性电子技术的结合，推动了智能穿戴设备在健康监测、疾病管理等方面的应用。例如，可穿戴传感器能够实时分析汗液、泪液等体液中的生物标志物，为慢性病管理提供动态数据支持。

未来展望

尽管金属纳米酶在生物医学和柔性电子领域展现出巨大潜力，其生物安全性、大规模制备及长期稳定性仍是未来研究中需要解决的关键问题。下一代纳米酶的研究应着眼于精准调控催化性能、提高生物相容性，并推动其在个性化医疗和智能诊断中的实际应用。

Conflict of Interests

作者声明无利益冲突。