其中，碳基纳米酶由于种类繁多而受到广泛研究，有大量文献报道了碳纳米管和石墨烯等碳材料的合成策略和应用实例[8]。然而，这些材料通常存在一些局限性，例如合成过程中经常需要使用有毒或昂贵的原材料、制备步骤繁琐，导致总体成本较高。为了克服这些缺点，近年来通过绿色和低成本的方法开发高性能碳基纳米酶成为新的研究趋势[9]。目前，主要的碳基纳米酶包括碳纳米管[10]、碳点（CDs）[11]、石墨碳氮化物[12]、氧化石墨烯[13]、空心碳球[14]和介孔碳[15]。基于这些进展，碳点因其独特的光学性质[16]、优异的生物相容性和易于表面功能化[17]而成为非常有前景的纳米材料。为了进一步增强和定制碳点在特定应用中的功能，元素掺杂已成为一种有效的策略。异原子掺杂（如卤素掺杂）可以显著改变电子结构和表面性质。例如，氟和氯掺杂的碳量子点表现出优异的抗氧化活性和良好的生物相容性，这突显了掺杂在调节氧化还原性质以用于生物医学应用（如生物成像）方面的潜力[18]。除了非金属元素外，过渡金属掺杂还引入了新的催化和配位能力。特别是铜掺杂引起了广泛关注。铜离子的引入可以创建活性催化位点并调节电子环境，从而赋予或增强碳点的酶模拟活性[19]。
铜离子的引入不仅能够在碳点内部构建活性催化位点，还能有效调节其局部电子环境，从而赋予或显著增强碳点的酶模拟催化活性。铜作为人体必需的微量元素，在多种天然酶（如Cu/Zn-SOD和酪氨酸酶）的活性中心中起着关键作用[20]。铜丰富的d电子构型和可变的氧化态赋予碳基材料显著的催化潜力和抗菌性能[21]。例如，研究表明Cu₂O纳米颗粒可以通过促进电子转移有效降解H₂O₂或羟基自由基。研究人员通过仿生方法合成了双金属铜/锌纳米酶，并将其整合到温度敏感的水凝胶中。利用铜离子在模拟天然酶活性中心中的关键作用，这些系统实现了多种功能，包括清除活性氧（ROS）、调节炎症、抗菌活性和促进血管生成，从而显著加速糖尿病伤口的愈合[22]。因此，将铜掺入纳米酶不仅增强了它们的自由基清除能力，使其更好地模拟SOD、CAT和GSH-Px等酶的功能，还通过蛋白质类似物的修饰进一步提高了它们的生物相容性和安全性。这些综合特性使碳基纳米复合材料在酶模拟应用中具有显著优势，并表现出优异的酶样活性。此外，铜离子的氧化还原活性和特定亲和力（例如对硫醇基团）使得铜掺杂碳点特别适合选择性检测生物分子（如谷胱甘肽GSH）以及抗菌应用[23]。
谷胱甘肽（GSH）是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，在人体中普遍存在[24]。它作为一种强效的抗氧化剂和解毒剂，在调节细胞氧化还原稳态中起着关键作用[25]。此外，GSH与多种重大疾病（包括糖尿病、阿尔茨海默病和癌症）有关[26]。高效检测GSH仍然是当前研究的重点，对于这些疾病的早期诊断和治疗具有重要意义。现有的GSH检测方法包括毛细管电泳[27]、电化学技术[28]、质谱与表面增强拉曼光谱联用[29]、比色法[30]和高性能液相色谱[31]。虽然其中一些方法具有高灵敏度，但大多数方法需要较长的样品预处理时间、复杂的程序和高成本，限制了其在快速临床检测中的应用。相比之下，荧光和比色法因其简单性、快速响应和高灵敏度而具有优势，因此应用广泛。基于荧光的方法通常依赖于探针的激发和发射特性，需要能量源进行激发。Yu-e Shi等人开发了一种比率荧光传感器，通过UiO-66-NH2的GSH激活蓝色发射和原位形成的铜纳米簇（UiO-66-NH2@Cu NCs）的聚集增强橙色发射来区分GSH和半胱氨酸[32]。这种独特的双发射响应使得两种结构相似的硫醇能够清晰区分。尽管取得了这些进展，但在单一纳米结构中无缝整合多种酶模拟活性、高效生物传感和抗菌功能的Cu-CDs的合理设计仍然是一个挑战。
基于上述研究背景，本研究报道了使用茶和桂花作为碳和氮源，通过简单的热解-配位方法制备多功能铜掺杂碳纳米点（CuCDNs）的过程。系统研究了制备的CuCDNs的光学性质、抗氧化活性、生物成像能力和抗菌性能。结果表明，CuCDNs不仅保持了良好的荧光发射特性，还表现出优异的双酶模拟活性，能够有效调节ROS。通过结合酶催化和杀菌铜离子释放的协同机制，CuCDNs显示出显著的广谱抗菌效果。此外，基于Cu-S配位作用，该材料还作为一种荧光探针用于检测GSH浓度。它能够准确区分癌细胞和正常细胞中的GSH水平，并在真实食品样品中准确检测GSH，同时保持良好的生物相容性。这项工作突显了合理设计的CuCDNs作为先进生物医学诊断和抗菌应用的多功能纳米试剂的巨大潜力。
