单原子纳米酶(SAzymes)是一种新兴的天然酶模拟物，具有清晰、均匀的原子结构。合理设计高性能SAzymes并深入揭示SAzymes与底物分子的相互作用机制是一项重要、但也极具挑战性的难题。有鉴于此，北京化工大学刘惠玉教授和北京积水潭医院Rui Shi通过基于化学气相沉积的硫工程策略，可控制备了以独特的Cu-N₁S₂为中心的SAzyme(Cu-N/S-C)。

本文要点：

（1）得益于单原子位点的优化几何和电子结构，Cu-N/S-C SAzymes能够表现出增强的类酶活性，尤其是类过氧化氢酶活性。与具有Cu−N₃位点的Cu-N-C SAzymes相比，Cu-N/S-C SAzymes对过氧化氢(H₂O₂)底物的亲和力提高了13.8倍，催化效率提高了65.2倍。进一步的理论研究表明，单原子Cu周围的电子密度增加是通过电子再分布实现的，Cu-N/S-C与H₂O₂之间有效的电荷转移更有利于H₂O₂的吸附和活化。

（2）实验结果表明，Cu-N-C Sazymes可通过催化治疗和对氧气依赖的光学治疗的协同作用实现显著的抗肿瘤疗效。综上所述，该研究能够为SAzymes的合理设计提供新的借鉴，所提出的电子再分布和电荷转移机制将有助于理解单原子金属位点在H₂O₂介导的类酶催化过程中的配位环境效应。

Bolong Xu. et al. Engineering Atomically Dispersed Cu–N₁S₂ Sites via Chemical Vapor Deposition to Boost Enzyme-Like Activity for Efficient Tumor Therapy. Advanced Materials. 2023

DOI: 10.1002/adma.202312024

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202312024