天然酶对维持生物体生命活动的正常运行具有重要意义, 但天然酶固有的缺点诸如不稳定、反应条件苛刻和提纯成本高等限制了其广泛应用。与天然酶相比, 具有高稳定性、低成本、便于结构调控与改性等优点的纳米酶吸引了科学家们的关注。纳米酶的类天然酶活性和选择性使其在生物医学、环境治理、工业生产等领域得到广泛应用。铜作为人体内必需元素和天然酶活性中心金属之一, 铜基纳米酶受到了人们广泛的关注和研究。本综述重点介绍了铜基纳米酶的分类, 包括铜纳米酶、氧化铜纳米酶、碲化铜纳米酶、铜单原子纳米酶和铜基金属有机框架材料纳米酶等, 并阐述了铜基纳米酶的酶学特性和催化机理, 总结了铜基纳米酶在生物传感、伤口愈合、急性肾损伤和肿瘤治疗等方面的应用, 最后对铜基纳米酶面临的挑战和未来的发展方向进行了总结和展望。

细菌和病毒一直对人类健康构成威胁。SARS-CoV-2已经在世界各地肆虐了近三年, 给人类健康带来了巨大危险。面对细菌的抗药性和抗生素治疗效果不佳等种种挑战, 人们迫切需要新的方法来对抗致病微生物。最近, 具有内在酶活性的纳米酶作为一种有前途的新型“抗生素”, 通过催化生成大量活性氧, 在生理条件下表现出卓越的抗菌和抗病毒活性。此外, 基于纳米酶的治疗中, 纳米材料在独特的物理化学特性(如光热和光动力效应)的帮助下可以增强治疗效果。本文综述了纳米酶在抗菌、抗病毒-方向的研究进展, 从机制角度系统总结分析了纳米酶消除细菌、病毒等微生物的原理, 对未来的新型纳米抗菌抗病毒材料的研发方向及其所面临的挑战进行了展望, 为开发下一代抗微生物感染纳米酶提供了思路。

由细菌引发的相关疾病和环境污染等问题引起了人们的高度重视, 同时随着抗生素的使用, 细菌的耐药性逐渐增强, 人们急需开发新型抗菌剂。诸如溶菌酶、髓过氧化物酶等天然酶具有显著的抗菌能力, 但其作为抗菌剂存在保质期短、生产成本高等缺点, 很难大规模生产。因此, 人们正探索寻求天然酶的替代品。纳米酶是新一代人工模拟酶, 兼具纳米材料独特的理化性质和类酶催化活性, 因其结构稳定、生产成本低等优点受到广泛关注。本文综述了纳米酶的抗菌机制和近期抗菌纳米酶的主要研究进展, 并对未来该领域的研究进行展望。

表面增强拉曼散射(SERS)是利用金属或金属纳米颗粒作为检测基底的一种分析测试技术, 可用于表征分子振动的信息, 具有良好的再现性和稳定性。 纳米酶是一种具有催化功能的纳米材料, 近年来, 纳米材料模拟酶催化活性的研究发展迅速, 引起了生物学、 医学等学科的广泛研究兴趣。 与天然酶不同的是纳米酶能够避免生物酶易失活的弱点, 在水或缓冲溶液中表现出较高的稳定性和良好的催化性能, 可调催化活性和制备方法简单的特点, 使其在分析催化化学和酶动力学领域具有广泛的应用前景。 目前SERS技术与模拟生物酶催化活性相结合的研究十分有限, 大部分纳米酶的研究采用紫外可见吸收光谱对纳米酶催化性能进行分析, 检测手法比较单一。 通过一步自组装氧化还原聚合法制备聚苯胺(PANI)基体中的Ag纳米颗粒, 在苯胺的聚合过程中, 利用AgNO₃和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为氧化剂和结构诱导剂, 在还原AgNO₃的同时进行苯胺的氧化聚合, 制备出了具有SERS增强性能, 且具有模拟过氧化物酶和葡萄糖氧化酶两种模拟酶活性的Ag/PANI纳米复合材料。 经过研究发现, 这种纳米复合材料不仅可以作为单独的过氧化物酶或者葡萄糖氧化酶实现催化功能, 还可以作为串联酶, 直接通过氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)反映葡萄糖的浓度。 因此将SERS技术和模拟酶催化研究相结合, 利用SERS技术实现了对过氧化氢、 葡萄糖以及TMB更加快速有效地检测。