综述与专论: 纳米酶及其细胞活性氧调控

随着纳米技术的不断进步,人们逐渐开发出能够模拟天然抗氧化酶催化活性的无机纳米材料．这些纳米材料能够模拟过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等天然酶的催化过程,从而调控细胞的氧化还原水平．本文从金属化合物、贵金属以及碳基纳米酶的角度,阐述了它们对细胞内活性氧(ROS)的调控作用以及在各种氧化应激相关疾病治疗中的应用．作为一种新型的模拟酶,纳米酶有望在生物医学领域中为疾病治疗提供一种新的策略．     

纳米生物催化的研究现状和发展态势

纳米生物催化领域包括:(ⅰ)利用纳米技术或纳米材料调控生物催化剂的效率;(ⅱ)直接利用纳米材料或技术实现生物催化功能,并拓展生物催化在非友好环境及疾病诊疗中的应用.纳米生物催化已成为纳米生物学重要的研究领域,主要涉及纳米载体固定化酶和纳米材料人工模拟酶(纳米酶).一方面,可以借助纳米技术或材料所具有的特殊纳米效应来增强生物催化剂的效率和稳定性.另一方面,从模拟酶的理念出发,借助纳米材料自身所具有的催化能力,直接实现对生化反应的催化,这类具有酶学特性的纳米酶被视为新一代人工模拟酶.近年来,基于纳米载体固定化酶和纳米酶技术的纳米生物催化已在疾病诊断和治疗、化工制药、环境处理等领域得到了广泛研究,并展示了其具有重要的应用价值.本文简要综述了纳米载体固定化酶和纳米酶的发展历程及应用进展.     

纳米酶:疾病治疗新选择

纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料,自2007年中国科学家首次发现Fe_3O_4纳米颗粒具有内在类过氧化物酶活性后,纳米酶研究领域逐渐发展起来.截至目前,已有540种不同组成、结构的纳米材料被发现具有类酶活性.相比天然酶,纳米酶结构更加稳定,制备和保存工艺更加经济,功能更加多样化,并且具有可调节的催化活性.它们已被广泛应用于分子检测、疾病诊断、环境治理等领域.除此之外,近年来纳米酶被发现对生物体中的活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)具有调节作用,随之纳米酶在活性氧相关疾病治疗中的研究也逐渐深入.本文主要就纳米酶在疾病治疗中的最新研究进展进行了综述,并对本领域的未来发展方向进行了讨论和展望.     

纳米酶在疾病治疗中的最新进展

纳米酶是具有酶催化活性的纳米材料,对比天然酶,纳米酶具有价格便宜、制备工艺简单、稳定性好、循环利用率高等优势.早期的纳米酶研究主要集中在检测方面,包括检测离子、小分子、核酸、蛋白质、癌细胞等,随着对纳米酶的深入了解,研究人员发现纳米酶在疾病治疗领域也具有巨大的应用前景.本论文将介绍纳米酶在细菌感染、炎症、癌症、神经退行性疾病等治疗领域的最新研究进展.     

综述与专论: 纳米酶在疾病治疗中的最新进展

纳米酶是具有酶催化活性的纳米材料,对比天然酶,纳米酶具有价格便宜、制备工艺简单、稳定性好、循环利用率高等优势.早期的纳米酶研究主要集中在检测方面,包括检测离子、小分子、核酸、蛋白、癌细胞等,随着对纳米酶的深入了解,研究人员发现纳米酶在疾病治疗领域也具有巨大的应用前景.本论文将介绍纳米酶在杀菌、抗氧化研究领域的最新研究进展.     

二维过渡金属硫化物纳米复合材料的模拟酶特性及应用（英文）

纳米酶是一个非常令人兴奋和有希望的研究领域,旨在使用各种纳米材料模仿天然酶的一般原理,并在许多领域提供了大量实际应用.天然酶具有一些内在的缺点,如成本高、稳定性低、储存困难,以及催化活性对环境条件的敏感性.而纳米酶显示出低成本,高稳定性和高效活性.各种过氧化物酶和/或氧化酶模拟物已经取得了很大的进展.本综述介绍了关于二维过渡金属硫化物纳米复合材料的纳米酶特性的最新研究进展.     

纳米酶:中国原创领域的机遇与挑战——香山科学会议第606次学术研讨会简报

正"纳米酶(Nanozyme)"是指蕴含酶学特性的纳米材料,它能够在生理条件下催化酶底物的反应,具有如同天然酶一样的催化效率和酶促反应动力性质.纳米酶是我国科学家发现的,来自生物、化学、材料和医学领域的专家打破传统学科界限、经过多年通力合作,在国际上报道了首例纳米酶的实验证据(Nature Nanotechnology,2007),从此改变了人们对纳米材料生物惰性的传统认知.纳米酶作为新一代人工模拟酶,引起了国内外科学家们的广泛     

金属有机框架纳米酶的研究进展

纳米酶作为一种具有类酶活性的纳米材料,与天然酶相比,具有制备过程简单、受外界环境干扰小、对酸碱和温度具有较好的耐受性等优点.金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs),即多孔配位聚合物,具有结构多样性、高比表面积、孔隙率可控等独特性质.因有序框架的保护以及结构可调控的性质,基于MOFs构建的纳米酶受到研究人员的广泛关注.本文综述不同类型MOFs基的纳米酶,主要从原始MOFs、化学修饰的MOFs、MOFs基复合材料和MOFs衍生物等四大方面进行论述;随后,对4种类型MOFs基纳米酶的构建特点和生化分析应用进行归纳和比较;最后对其当前面临的挑战和未来的发展趋势进行讨论.     

要闻聚焦: 铁基纳米材料类酶效应与急性髓系白血病诊疗技术国家重点研发项目简介

正纳米酶是一类具有类似天然酶催化活性的纳米材料,自2007年氧化铁基纳米酶被中国科学家发现并首次报道以来,迄今已有超过50种不同纳米酶被发现,并用于生物、医学、农业、环境治理、国防安全等多个领域的研究.近年来,纳米酶的应用研究已从体外检测发展到体内治疗,展示出其对现代生物医学技术的重要影响及广阔的应用潜力.2017年在国家重点研发专项"纳米计划"中,"铁基纳米材料类酶效应与急性髓系白血病诊疗技术"项目获得了立项,本项目旨在通过对铁基纳米     

综述与专论: 二维过渡金属硫化物纳米复合材料的模拟酶特性及应用

纳米酶是一个非常令人兴奋和有希望的领域,旨在模仿使用各种纳米材料的天然酶的一般原理,并在许多领域提供了大量实际应用。 天然酶具有一些内在的缺点,如成本高,稳定性低,储存困难,以及催化活性对环境条件的敏感性。 而纳米酶显示出低成本,高稳定性和高效活性。 各种过氧化物酶和/或氧化酶模拟物已经取得了很大的进展。本综述介绍了关于二维过渡金属硫化物纳米复合材料的纳米酶特性的最新研究进展。     

纳米酶在疾病诊断中的应用

纳米酶是近年来中国科学家发现的一类自身蕴含酶学特性的纳米材料.作为一种新型人工模拟酶,纳米酶具有经济、稳定、易于大批量生产的优势.更重要的是,纳米酶是一个双功能或者多功能的分子,它不仅具有催化活性,还兼有纳米材料特有的物理和化学性质,如磁性、荧光、光热特性等.纳米酶的出现为酶催化反应在疾病诊断中的应用提供了新思路,新方法和新工具.本文将重点介绍近几年纳米酶在疾病诊断方面的应用,涵盖了癌症、代谢性疾病、传染性疾病、神经退行性疾病、心血管疾病和炎症性疾病等不同疾病类型,并对该领域未来的发展方向进行了讨论和展望.     

综述与专论: 纳米酶在疾病诊断中的应用

纳米酶是近年来我国科学家发现的一类自身蕴含酶学特性的纳米材料。作为一种新型人工模拟酶,纳米酶具有经济、稳定、易于大批量生产的优势. 更重要的是,纳米酶是一个双功能或者多功能的分子,它不仅具有催化活性,还兼有纳米材料特有的物理和化学性质,如磁性、荧光、光热特性等. 纳米酶的出现为酶催化反应在疾病诊断中的应用提供了新思路,新方法和新工具. 本文将重点介绍近几年纳米酶在疾病诊断方面的应用,涵盖了癌症、代谢性疾病、传染性疾病、神经退行性疾病、心血管疾病和炎症性疾病等不同疾病类型,并对该领域未来的发展方向进行了讨论和展望.     

Mn_3O_4纳米酶用于活体炎症治疗

正纳米酶(nanozyme)是指具有类似天然酶活性的纳米材料.与天然酶相比,纳米酶具有稳定性高、催化活性可调、易于大规模制备和储存,有利于进行表面修饰等特点,因而受到研究人员的广泛关注.自阎锡蕴及合作者[1]于2007年报道首例基于四氧化三铁纳米酶     

纳米酶在分析化学中的应用研究:从体外检测到活体分析（英文）

纳米酶是指具有类酶催化活性的纳米材料.近年来,纳米酶研究引起了人们的极大兴趣.纳米酶已被广泛应用于诸如生物传感、生物成像、疾病治疗和环境保护等众多领域.在本综述中,我们将着重讨论纳米酶在分析化学领域的研究进展.首先将讨论纳米酶在体外检测的应用,将包括生物活性小分子、核酸、蛋白质类生物标志物、细胞等的检测.其后将讨论纳米酶在活体分析的应用,将包括监测活脑、肿瘤组织等的生物活性小分子、药物的药效、药物与纳米酶的代谢等.最后,我们将讨论纳米酶应用于分析化学时面临的挑战和未来研究前景.     

纳米水解酶的研究进展

水解酶由至少200种单独的蛋白质组成,可催化一系列独特化学键的水解.但是天然酶的固有缺点,如易变性、成本高、制备费力和回收困难,极大地限制了它们的实际应用.为了克服这些缺点,研究人员长期以来致力于探索人工水解酶模拟物.自从2007年发现Fe₃O₄纳米颗粒可以作为过氧化物酶模拟物,关于纳米酶的研究不断涌现.与天然酶相比,纳米酶具有制备简单、可大规模生产、环境耐受性强、制备及储存成本低廉、可重复使用等优势.纳米水解酶是指具有水解酶活性的纳米材料,金属有机框架材料、碳基纳米材料和金纳米粒子等的水解酶活性均已被报道.近年来,纳米水解酶研究领域进入蓬勃发展期,然而至今尚未见关于纳米水解酶的综述.本文首先根据水解底物的不同对纳米水解酶进行分类并分别讨论其催化机理,之后对影响纳米水解酶活性的因素及纳米水解酶的应用进行总结,最后概述和讨论纳米水解酶的当前挑战和未来前景.     

纳米材料的过氧化物酶样活性增强策略

天然酶具有较高的催化活性和底物特异性,在日用品化学、医疗卫生、食品制造和污染物防控等领域具有广泛应用.然而,天然酶分离提纯难度大、价格贵且稳定性差的自身缺陷限制了其大规模应用,积极探索替代产品具有重要意义.2007年阎锡蕴等首次发现Fe3O4纳米颗粒具有过氧化物酶样催化活性,此后纳米材料的酶样活性研究发展迅速.除过氧化...     

纳米酶在肿瘤催化诊疗方面的应用（英文）

作为一个特殊的交叉学科前沿,纳米酶在近几年来引起了科学界的广泛关注.自2007年首次发现四氧化三铁纳米材料具有类似辣根过氧化物酶的催化特性以来,纳米酶的研究迅速兴起.纳米酶在纳米尺度的特殊理化性质赋予它们优越的催化性能,以应用于各方面,例如癌症的诊断和治疗.本文重点介绍近年来催化化学的发展所促进的纳米医学在肿瘤诊疗方面的应用,以及纳米酶的研究现状和未来的展望.通过合理地将催化化学与临床纳米诊疗医学相结合,这些新型的纳米酶及其在肿瘤成像和治疗方面优越的催化性能,将会极大地促进纳米医学新子学科的产生.     

基于磁性纳米材料的肿瘤靶向治疗研究进展

磁性纳米材料具有独特的磁学性质，可响应外磁场，产生力、热等效应。如在静磁场下将药物磁靶向递送至肿瘤部位；低频交变磁场下可将纳米药物主动渗透至病灶部位，实现瘤内均一分布；中频交变磁场作用下磁滞损耗产生热和增强的活性氧，用于肿瘤治疗。磁性纳米材料同时具有尺寸依赖的磁学性质以及表面多功能化等特点，可将磁靶向、分子靶向以及磁热疗联合。此外，磁性纳米材料具有磁共振成像性能以及纳米酶催化特性，使其在肿瘤诊疗一体化治疗方面获得了广泛应用。近年来，纳米给药系统不断被优化，基于磁性纳米材料的肿瘤靶向治疗也得到了长足的发展。鉴于此，本文围绕提高靶向肿瘤治疗效果，从磁靶向药物治疗、被动靶向磁热疗和主动分子靶向磁热疗、纳米酶特性以及诊疗一体化应用等几方面出发，综述了基于磁性纳米材料的肿瘤靶向治疗研究进展。     

基于纳米酶的无抗生素抗菌策略

抗生素是抵抗细菌感染的有力武器，然而抗生素的过量使用和滥用加速了细菌耐药性的发展，严重威胁人类健康。开发高效和广谱的无抗生素抗菌策略迫在眉睫。以过氧化氢(H₂O₂)为代表的活性氧(reactive oxygen species, ROS)能氧化多种生物分子，使其结构和活性改变而发挥广谱抗菌作用，是无抗生素抗菌策略之一。然而，临床常用的H₂O₂浓度较高(0.5%～3%),会刺激皮肤和延缓伤口愈合。利用过氧化物酶催化H₂O₂生成氧化性更强的羟自由基(·OH),可大幅提高ROS抗菌策略的性能。然而，天然酶生产成本高、稳定性低等缺点限制了该策略的推广。纳米酶是具有类似天然酶催化活性的纳米材料的统称。与天然酶相比，纳米酶具有制备简单、成本低和易储存等优势，是开发基于ROS的无抗生素抗菌策略的良好选择。贵金属、金属氧化物、金属硫化物、金属有机框架、碳基纳米材料等多种纳米材料具有过氧化物酶、氧化酶等的模拟催化活性，基于这些材料的纳米酶抗菌研究层出不穷，本文将对这些研究进...     

纳米盘技术在临床医学领域研究新进展

膜蛋白功能广泛,参与多种细胞活动,如细胞增殖分化、信号转导、物质运输等,近年来一直是生物医学领域研究热点之一.膜蛋白天然构象的稳定是维持其生物活性的关键因素,新型纳米材料纳米盘技术采用两亲膜支架蛋白在水相中稳定磷脂分子,进而自组装形成类似于天然磷脂双分子层的盘状结构,为膜蛋白的研究提供了理想平台.与传统拟膜技术相比,纳米盘具有可溶性强、稳定性佳、尺寸可控、生物相容性高、半衰期长等优点,同时可精准设计选择性靶向,应用优势巨大.本文介绍了纳米盘技术在膜蛋白结构与功能研究中的应用,并重点综述其在临床医学领域中的研究新进展,如纳米盘作为疏水性药物和抗肿瘤靶向治疗药物的运输载体,具有载药率高、药物可控释、靶向运载能力等优势,作为小分子蛋白质的拟膜环境对目标蛋白的亲和固定性和作为高密度脂蛋白的有效补充在心血管疾病中清除胆固醇具有高效性和可控性等.综上,纳米盘技术能够为未来膜蛋白相关研究以及其他临床疾病的诊断与治疗提供新方法与新思路.