综述：碳点用于活性氧调控

这篇综述系统阐述了碳点（CDs）作为活性氧（ROS）调控剂（CDRMs）的最新研究进展，重点解析了其通过纳米酶催化、物理场激发和前体继承等机制实现ROS上/下调及双向调控的策略，为设计高效选择性CDRMs提供了理论框架，并展望了其在癌症治疗、伤口愈合和炎症疾病中的应用前景。

碳点：活性氧调控的智能纳米武器

定义、分类与功能化

碳点（CDs）是一类尺寸小于10 nm的碳基纳米材料，凭借sp²
/sp³
杂化碳核、表面官能团和半导体特性，成为ROS调控的新兴工具。其可通过模拟氧化酶（OXD）、过氧化物酶（POD）或抗氧化酶活性，精准操纵细胞内ROS平衡。

ROS上调机制

CDRMs通过三种途径增强ROS：

1. 纳米酶催化：如含吡啶氮的CDs可模拟OXD催化O₂
   生成O₂
   ^·−
   ；
2. 物理场激发：光/超声激活的电子-空穴对促使H₂
   O₂
   转化为·OH；
3. 前体设计：富含羧基的CDs作为电子受体，加速底物氧化。

ROS下调策略

抗氧化型CDRMs通过：

• 自由基清除：酚羟基直接中和·OH；
• 酶模拟：硒掺杂CDs模仿谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）分解H₂
  O₂
  ；
• 电子捐赠：氨基基团提供电子修复氧化损伤。

双向调控的智能设计

部分CDRMs通过能带工程整合光敏剂与抗氧化位点，实现ROS动态切换。例如，近红外激发的CDs在肿瘤微环境中产生活性氧，而在正常组织中发挥抗氧化作用。

生物医学应用

• 癌症治疗：CDRMs通过催化O₂
  ^·−
  爆发诱导肿瘤细胞铁死亡；
• 伤口愈合：下调ROS缓解慢性伤口氧化应激；
• 炎症疾病：双向调控巨噬细胞极化，抑制过度炎症反应。

挑战与展望

当前CDRMs面临选择性不足和体内效率低的瓶颈。未来需通过原子级结构解析和机器学习优化设计，推动其临床转化。这一领域的发展或将为精准医学提供革命性工具。