随着纳米医学与催化化学的交叉融合，智能响应型纳米催化剂因其能够在外界刺激（如pH、温度、光、酶等）下动态调控催化活性，成为生物传感及环境修复领域的研究热点。其中，聚乙二醇（PEG）修饰的聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状聚合物负载金纳米颗粒（Au NPs）构建的双响应纳米催化剂（PEG-PAMAM-Au），凭借其良好的生物相容性、可调控的表面化学及刺激响应特性，展现出优势。

一、双响应 PEG-PAMAM-Au 纳米催化剂的设计原理

1. 载体材料的选择与功能化

PAMAM 树枝状聚合物：作为核心载体，PAMAM 具有准确的分支结构、高表面氨基密度及可调节的代数（G1-G10）。高代数 PAMAM（如 G5-G7）内部空腔可封装药物或催化剂，表面氨基可通过共价修饰引入功能基团（如巯基、羧基），为负载 Au NPs 提供锚定位点。

PEG 修饰：PEG 的引入可改善 PAMAM 的生物相容性，减少非特异性蛋白吸附及免疫原性。通过点击化学或酰胺键将 PE接枝到 PAMAM 表面，形成“核-壳”结构，延长体内循环时间。

2. 金纳米颗粒（Au NPs）的负载策略

原位还原法：将 HAuCl₄ 溶液与 PAMAM-NH₂ 混合，利用表面氨基的还原性将 Au³⁺还原为 Au⁰，形成尺寸均匀的 Au NPs。通过调节 PAMAM 代数（G1-G7）可控制 Au NPs 负载量及分散性。

后修饰法：先合成 Au NPs（如柠檬酸钠还原法），再通过巯基（-SH）与 PAMAM 表面氨基的共价结合实现负载。此方法可准确控制 Au NPs 尺寸及分布，但需优化反应条件（如 pH、温度）以避免 PAMAM 结构破坏。

3. 双响应机制的构建

pH 响应：pH 6.5-6.8与正常组织（pH 7.4）的差异是设计 pH 响应催化剂的关键。通过在 PAMAM 表面修饰 pH 敏感基团（如腙键、缩醛键），可在酸性条件下触发结构变化（如壳层脱落、孔道开放），释放负载的催化剂或增强催化活性。

近红外（NIR）光响应：引入光热转换材料（如吲哚菁绿，ICG）或上转换纳米颗粒（UCNPs），可通过 NIR 光（808 nm/980 nm）激发产生局部高温或光子能量，触发催化剂释放或活性增强。

二、双响应 PEG-PAMAM-Au 纳米催化剂的功能集成

1. 催化活性调控

酶模拟催化：Au NPs 具有类过氧化氢酶（CAT）活性，可催化 H₂O₂ 分解为 O₂ 和 H₂O。通过双响应设计，可在 TME 或 NIR 光照射下增强 CAT 活性，抑制氧化应激损伤。

级联催化：结合 Au NPs 与其他金属纳米颗粒（如 Pt、Pd），可构建多酶级联系统。

2. 靶向递送与可控释放

主动靶向：通过表面修饰靶向配体（如 RGD 肽、叶酸，FA），可实现对整合素 αvβ3 或叶酸受体过表达tumor细胞的特异性结合。

刺激响应释放：双响应设计可实现催化剂在靶部位的释放。

3. 生物成像与Treatment 监测

多模态成像：Au NPs 具有良好的 X 射线衰减系数，可用于 CT 成像；同时，表面修饰荧光染料（如 Cy5.5）或连接 UCNPs 可实现荧光/上转换成像。

三、双响应 PEG-PAMAM-Au 纳米催化剂的定制化策略

1. 尺寸与形貌定制

代数调控：通过选择不同代数 PAMAM（G1-G7）调节载体尺寸（1.4-10 nm），进而控制 Au NPs 负载量及分散性。低代数 PAMAM（G1-G3）适合负载小尺寸 Au NPs（2-3 nm），用于高分散催化；高代数 PAMAM（G5-G7）可负载大尺寸 Au NPs（5-10 nm），实现高负载量与长效循环。

形貌设计：通过调节还原剂浓度或添加模板，可合成球形、棒状或星形 Au NPs。例如，星形 Au NPs 因尖端等离子体效应，催化 4-NP 还原的活性较球形提高，适合高效率催化需求。

2. 表面化学定制

功能基团修饰：根据应用需求引入不同功能基团（如 -SH、-COOH、-NH₂）。例如，修饰 -COOH 可通过 EDC/NHS 化学连接抗体，实现免疫靶向；修饰 -SH 可增强 Au NPs 结合稳定性，防止催化过程中脱落。

电荷调控：通过调节 PEG 修饰比例控制表面电荷。中性电荷可减少非特异性吸附，适合长循环；正电荷可增强细胞摄取，适合细胞内催化。

3. 响应阈值定制

pH 响应阈值：通过选择不同 pH 敏感基团调节响应阈值，匹配不同病理环境。

NIR 光响应波长：通过选择不同光热材料调节响应波长，避免组织自发荧光干扰。