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由中国科学院合肥物质科学研究院王辉教授领导的研究团队，利用石墨烯量子点开发了一种无金属纳米酶。这项创新旨在提高肿瘤化学动力学疗法的有效性，为癌症治疗提供了一种更安全、更具成本效益的新策略。

该研究发表在《Matter》期刊上。石墨烯量子点（GQDs）作为一种新型碳基纳米材料，因其优异的生物相容性和可调谐的电子特性，在生物医学领域展现出巨大潜力。然而，GQDs有限的催化活性对其临床应用提出了重大挑战，特别是在具有挑战性的催化条件下。

研究团队成员Liu Hongji表示：“所获得的由红细胞膜制成的GQDs在治疗肿瘤方面非常有效，且副作用很小。一个优点是它们不含金属，避免了传统金属基纳米酶潜在的长期毒性。此外，它们作为优异的过氧化物酶样生物催化剂发挥作用，能够高效催化肿瘤微环境中的反应。”

提高催化性能

为了提高基于GQDs的纳米催化佐剂的催化性能，研究人员采用双原子掺杂策略合理设计了GQDs。通过将氮和磷原子引入GQDs的碳晶格中，协同电子效应在费米能级附近产生了高度局域态，从而与单杂原子掺杂相比，实现了更有效的酶活性。这种设计显著增强了GQDs的过氧化物酶样活性，使其能够在肿瘤部位高效产生有毒的羟基自由基，诱导癌细胞死亡。

所获得的源自红细胞膜的GQDs已被证明具有令人印象深刻的过氧化物酶样模拟活性。在体外实验中，GQDs能够有效诱导癌细胞凋亡和铁死亡——一种依赖于铁离子和活性氧的细胞死亡形式。此外，GQDs还表现出选择性的肿瘤靶向能力，静脉注射时肿瘤抑制率高达77.71%，瘤内注射时肿瘤抑制率高达93.22%，且未观察到明显的脱靶副作用。

这种无药物、靶向特异性、生物良性的纳米酶具有巨大的潜力，可作为用于安全癌症治疗的强效生物催化剂。与传统的化疗或放疗相比，该策略避免了药物耐药性和全身毒性，为精准肿瘤治疗提供了新的思路。

参考原文： Hongji Liu, et al. “Graphene quantum dots as metal-free nanozymes for chemodynamic therapy of cancer”. Matter. 10 January 2024. DOI: 10.1016/j.matt.2023.12.005.