近日，356体育平台理学院“特色药用植物种质资源创新与利用”团队在国际顶尖化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》（自然指数期刊）发表发表题为《Proton Driving Mechanism Revealed in Sulfur-Doped Single-Atom FeN2O2 Carbon Dots for Superior Peroxidase Activity》（硫掺杂单原子FeN2O2碳点中质子驱动机制揭示超强过氧化物酶活性）的研究论文，揭示了一种新型人工酶的超强催化秘密。这种名为“硫掺杂铁单原子碳点”的材料在杀菌、治癌、环保等领域展现出惊人潜力，有望替代天然酶解决医学难题。
传统天然酶虽然高效，但像“娇气公主”一样怕冷怕热，容易受环境变化影响，且提取成本高。科学家一直试图用人工合成的纳米酶替代，但过去方法需要800℃高温制作，导致结构“太僵硬”，难以调控性能。研究团队创新性地加入硫元素，并采用低温工艺合成新材料。实验发现，硫就像“能量加速器”，帮助水分子快速分解产生活性氧物质，杀菌效率比传统材料提升11倍。在模拟感染实验中，新材料在伤口处快速杀灭耐药菌，7天内让小鼠创面愈合率达98%。“这相当于给人工酶装上了‘质子马达’，让催化反应效率大幅提升。”论文通讯作者林丽博士解释道。该研究揭示了杂原子掺杂在调控单原子纳米酶质子可用性中的关键机制，不仅为设计高性能多功能纳米酶提供了理论指导，还为拓展其在生物医学与疾病诊疗、环境治理、食品安全与农业、分析检测与生物传感等领域的应用奠定了科学基础。
四川农业大学为该论文的唯一完成单位，四川农业大学理学院2023级硕士研究生杨佳为该论文第一作者，四川农业大学理学院林丽博士、张云松教授以及四川农业大学生命科学学院李云坤博士为该论文通讯作者。四川农业大学理学院张利教授、姜媛媛、代先祥副教授，四川农业大学水利水电学院王莹教授，四川农业大学理学院科研检测平台和学院老师为该论文发表提供了帮助和支持。本研究获四川省青年科学基金、四川省国际科技合作项目、国家现代农业产业技术体系四川创新团队及四川农业大学双支计划等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202504575
