纳米酶，是一种兼具纳米材料的特性和天然酶催化性能的人工模拟酶。相比于天然酶，纳米酶具有稳定性高、催化活性强、成本低等优点，因此被广泛用于疾病诊断、治疗和生物传感等领域。纳米酶的氧化还原酶活性包括过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等。目前，对纳米酶的设计大多集中在提高其酶催化活性，然而研发多功能纳米酶并构建生物材料来满足不同环境下的需求是一项具有挑战的任务。

水凝胶，兼具人体组织的力学和生理学等特点，近年来被广泛用于生物电子领域。但是，水凝胶生物电子与人体组织之间的界面结合是直接影响其性能的关键问题之一。现在大部分生物电子设备需要外部辅助固定，容易造成与人体组织接触不稳定，导致信号失真的问题。因此，提高水凝胶与人体组织的粘附性，构建稳定的水凝胶生物电子与人体组织之间的界面，有利于提高生物电子的性能。

针对这些问题，近日，西南交通大学鲁雄教授和谢超鸣副教授团队设计开发了一种新型仿贻贝纳米酶。该仿贻贝纳米酶不仅具有天然酶的催化活性，而且还具有类似贻贝的粘附性能。利用仿贻贝纳米酶，他们构建了一种具有抗菌、导电、柔性和粘附性的多功能水凝胶，并用于生物电子。仿贻贝纳米酶由天然多酚单宁酸（TA）螯合银纳米颗粒（Ag NPs）构成。具有以下优点：（1）利用其高效稳定的过氧化物酶活性，仿贻贝纳米酶可在无外界刺激下，如UV光照和热引发，催化水水凝胶自成型；（2）仿贻贝纳米酶通过其过氧化物酶活性催化H₂O₂产生ROS，结合Ag本身的抗菌性，为水凝胶提供了催化抗菌性能。（3）基于TA与Ag NPs之间的电子转移，仿贻贝纳米酶提供了大量多酚基团给水凝胶，加强了其组织粘附性、机械性和导电性，使水凝胶可在无外部辅助固定下稳定检测人体生理信号。

图1. 仿贻贝纳米酶（TA-Ag）催化机理。（a）仿贻贝纳米酶通过其表面的电子转移维持酚-醌氧化还原平衡。（b）仿贻贝纳米酶催化水凝胶自成型。（c）仿贻贝纳米酶赋予水凝胶催化抗菌性能。（d）仿贻贝纳米酶赋予了水凝胶良好的机械性能、粘附性和导电性，可用于粘附人体皮肤检测生理信号。

该工作以Mussel-inspired nanozyme catalyzed conductive and self-setting hydrogel for adhesive and antibacterial bioelectronics为题目发表于《Bioactive Materials》。论文共同第一作者为西南交通大学材料学院在读博士贾占荣和在读硕士吕炫汉。鲁雄教授和谢超鸣副教授为共同通讯作者。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X21000451