顆粒在線訊：近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心研究員陳春英、劉晶課題組與濟(jì)南大學(xué)副教授于欣等合作，在脂質(zhì)體包覆的氮摻雜鈦基納米材料酶活性增強(qiáng)用于腫瘤治療研究中取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Titanium Nitride Nanozyme for pH-Responsive and Irradiation Enhanced Cascade Catalytic Tumor Therapy為題，發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

　　納米酶是具有類生物酶活性的一類納米材料，基于腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的納米酶用于腫瘤治療受到關(guān)注。然而，活性不足和底物（如過(guò)氧化氫）濃度過(guò)低等問(wèn)題，限制了腫瘤治療效果。金屬納米材料的酶活性通常被認(rèn)為來(lái)自于金屬離子的類芬頓反應(yīng)，非金屬元素對(duì)其酶活性的影響尚未定論。

　　陳春英、劉晶課題組及其合作團(tuán)隊(duì)致力于生物活性納米材料對(duì)腫瘤及感染性疾病的預(yù)防和治療，發(fā)展出負(fù)載金屬Pd的石墨炔二維納米復(fù)合材料，模擬過(guò)氧化氫酶用于乏氧腫瘤治療（Nano Today 2020, 34, 100907）；通過(guò)富含豐富表面及邊緣缺陷的MoS2/rGO垂直異質(zhì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“三合一”擬酶活性，有效抑制耐藥細(xì)菌感染（Advanced Materials 2020, 32, 2005423）；利用負(fù)載氧化鈰和microRNA的石墨炔納米顆粒改善腫瘤乏氧，提高放療效果（Advanced Materials 2021, 2100556）；提出蛋白原位礦化的錳納米佐劑，共遞送重組亞單位抗原有效誘導(dǎo)中和抗體和細(xì)胞免疫應(yīng)答（Nano Today 2021, 38, 101139）；開發(fā)出酶比色法實(shí)現(xiàn)生理環(huán)境下生物大分子精確檢測(cè)（Analytical Chemistry 2021, 93, 11123）。

　　受到生物酶催化活性中心往往是基于金屬與氮配位的啟發(fā)（Fe-N，Mn-N等），研究團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上，將金屬納米材料酶活性增強(qiáng)的策略聚焦于非金屬元素氮摻雜。研究證明N元素?fù)诫s的TiO2納米顆粒能夠極大地提高其過(guò)氧化物酶活性，并隨著N元素比例增加，酶活性增強(qiáng)。密度泛函理論（DFT）模擬計(jì)算表明，相較于O原子，N原子的電負(fù)性較小，為Ti發(fā)揮其更高的過(guò)氧化物酶活性提供了理想環(huán)境。此外，TiN在近紅外I區(qū)和II區(qū)均顯示較強(qiáng)的光吸收，由于溫度效應(yīng)和表面等離子共振效應(yīng)，在近紅外光照射下進(jìn)一步增強(qiáng)TiN酶活性，同時(shí)顯示光熱效應(yīng)。在此基礎(chǔ)上，研究將pH響應(yīng)性PEG修飾的葡萄糖氧化酶（GOx）共價(jià)連接于包覆了TiN納米酶的脂質(zhì)體上，構(gòu)建了具有pH響應(yīng)的級(jí)聯(lián)催化活性納米復(fù)合物（TLGp），實(shí)現(xiàn)了腫瘤的高效抑制。

　　研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃納米科技重點(diǎn)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院人才項(xiàng)目及中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）等的支持。

氮摻雜增強(qiáng)金屬納米材料生物活性用于腫瘤治療