纳米反应器由于其独特的纳米限域环境,不仅能将内腔中的酶分子与外界环境分隔保护起来,还可使不同的酶在空间上彼此临近,缩短其底物传输距离,实现多酶级联催化,増强其协同作用和转化效率。然而,如何进一步改善纳米反应器的靶向识别能力,使其能够选择性富集,并利用外界环境变化调节其膜的通透性,使多酶级联反应的底物与产物可自由内外交换,同时又限制了酶分子的逃逸,模拟生物膜的半透性屏障,仍是纳米反应器设计与制备的难点。此外,合理利用纳米反应器中的多酶级联催化体系,将病变部位的物质原位转化为毒性产物,实现对病原微生物或病变细胞的杀灭,也是推动其生物医学应用的关键。本论文运用超分子自组装策略构筑了一种靶向、双响应性的纳米反应器。通过在其内部包覆天然酶和纳米酶粒子,利用环境刺激改变纳米反应器的膜渗透性,触发内部的多酶体系发生连锁反应,产生高毒性的活性氧类物质,实现了对革兰氏阳/阴性菌的选择性高效杀伤作用。具体研究内容如下:1、基于超双亲组装构筑多功能纳米反应器通过合成马来酰亚胺修饰的紫精分子和偶氮苯连接的喹啉螺旋寡聚物,利用葫芦脲[8]（CB[8]）与两者1:1:1三元复合形成的超双亲分子自组装,成功构筑了一种新型的囊泡状纳米反应器。该纳米反应器具有p H和光双重刺激响应性,其结构重组可控制膜渗透性的开关。当外界p H呈酸性时,该纳米反应器的体积显著增大,其外膜因厚度变化由非渗透性向半渗透性转变,获得选择性底物跨膜传输能力;而当紫外光照射条件下,又会导致纳米反应器解组装,形成无规则的聚集体,其外膜由半渗透转变为完全渗透,包括酶分子在内的全部内容物均可释放。包覆实验测试结果表明,葡萄糖氧化酶（GOx）可在纳米反应器的空腔中稳定数日,其酶学活性相较于无纳米反应器保护的GOx有显著提升,证实了其优异的酶分子保护性能。2、多酶级联纳米反应器抗菌性能的研究基于纳米反应器表面分布的马来酰亚胺基团与靶向分子4,6-二氨基-2-巯基嘧啶（DAPT）的巯基之间的click反应,制备了具有细菌靶向识别能力的纳米反应器。通过包覆葡萄糖氧化酶（GOx）与四氧化三铁（Fe3O4）纳米酶,利用紫外光或p H调节该纳米酶反应器的膜渗透性,触发两种酶发生级联反应,将细菌培养基中的葡萄糖分子原位转化为高毒性的羟基自由基（·OH）,实现了对革兰氏阴/阳性菌的选择性杀伤作用,并测定了不同菌种的最小抑菌浓度。抑菌动力学研究结果证实,包覆单酶体系的纳米反应器无明显抗菌作用,而包覆多酶体系的纳米反应器则呈现出高效抗菌性能。抗菌机制研究表明,多酶级联纳米反应器可催化产生大量的·OH,攻击细菌细胞膜,干扰膜电位,破坏膜的通透性,导致细菌的ATP合成能力降低,及其胞浆物质的流出,从而达到抗菌效果。