铁单原子纳米酶

自级联催化增效

不对称N,S配位打破中心铁原子的局部电荷对称性，同时增强类过氧化物酶和类谷胱甘肽氧化酶活性，实现肿瘤微环境中的自级联催化，用于铁死亡治疗。

刘文栋 · Chen, Qian · Jiaxin, Wu · Fanghua, Zhang · Lu, Han · 刘佳 · Hongyan, Zhang · Zhe, Hao · Shi, Enyu · Yuzhu, Sun · 张瑞中 · 王银松 · Zhang, Libing

Advanced Functional Materials 2023

参数信息

类过氧化物酶相对催化效率

6.33 ×

类谷胱甘肽氧化酶相对催化效率

47.88 ×

技术优势

催化活性倍增

硫原子引入打破铁位点的局部电荷对称性，使类过氧化物酶和类谷胱甘肽氧化酶活性分别提升至对称Fe-N4的6.33倍和47.88倍。

电子局域化增强

不对称原子界面构型增加中心铁位点周围的电子局域化，从而促进H2O2和O2的吸附与活化，这是催化效率提升的根源。

肿瘤靶向递送

用巨噬细胞膜伪装后，纳米催化制剂在肿瘤微环境中实现自级联催化，用于铁死亡肿瘤特异性治疗。

应用场景

• 肿瘤催化治疗：在肿瘤微环境中原位催化反应，将无毒前体转化为毒性物质杀死癌细胞。
• 铁死亡诱导剂：通过自级联催化消耗谷胱甘肽并产生羟基自由基，诱导铁死亡。
• 纳米催化药物递送：巨噬细胞膜伪装赋予纳米酶肿瘤靶向能力，在瘤内实现催化治疗。
• 单原子纳米酶：用作高效单原子纳米酶平台，兼具类过氧化物酶和类谷胱甘肽氧化酶活性。