酶在生命活动中起着重要的作用。使用大分子骨架或蛋白质骨架保护金属催化中心，形成具有金属催化中心的大分子仿酶结构或人工金属酶，具有重要的意义。常见的可用于负载功能基团的仿酶大分子有蛋白、单链纳米粒子、星型聚合物、树枝状聚合物、螺旋形聚合物、胶束、囊泡、大环化合物等。基于前期工作，本文合成了一个拥有致密壳的大分子骨架(Dense-shell nanoparticle, DSNP)，该支架可以负载金属离子，形成的金属催化纳米颗粒不仅能在体外进行高效的催化反应，还能实现细胞环境下空间定位的催化。
　　本论文描述了一种聚合-交联的方法，基于该方法可以方便地合成具有致密壳结构的DSNP大分子骨架。具体来说，这种拥有外部致密壳和内部疏水核的星型聚合物支架是由三聚三唑配体介导的聚合-交联过程合成的。首先，利用开环易位聚合(ROMP)法合成末端带有活性中心的链状聚合物，再加入合成的三聚三唑配体交联剂(TBTA衍生物)，发生进一步ROMP交联，形成星型聚合物DSNP，最后利用正丁基咪唑对末端基团进行季铵盐化，形成直径约100nm的球形DSNP结构。这些DSNP骨架具有低分散系数，结构均一，且拥有良好的水溶性。
　　用以上方法得到的核-壳结构的纳米颗粒拥有致密的聚合物壳，可以保护其中的金属催化中心，这些催化中心由三聚三唑配体和引入的金属离子螯合形成。通过引入不同的金属离子，可以实现不同的催化反应，例如铜和钯催化中心可以分别催化炔-叠氮点击反应和炔丙基氨基甲酸酯脱保护反应。催化炔氮点击反应时，DSNP催化剂显示出极高的催化速度和转化数，显现出酶催化的特征，其对炔丙基氨基甲酸酯脱保护的催化也有良好效果。一系列研究表明，DSNP可以稳定其中的金属离子，使它们不易发生催化以外的反应，从而提高催化剂的转化数，并降低金属离子的流失。
　　DSNP支架不仅可以保护和稳定催化中心，令反应可以在复杂的生物环境中进行，更重要的是其可以对化学反应实现定位。底物孵育时间较短时，由于DNSP催化剂定位在细胞膜上，因此反应产物也主要集中于细胞膜上，而胞内产物较少。若反应时间延长，产物逐渐向细胞质渗透，可根据产物的特性表现出靶向效果。
　　产物的最终定位取决于催化剂与底物的结构特点，同时受制于孵育时间与扩散速度。该过程本质上是一种催化反应的“时-空”控制，不需要预先锚定底物就可以实现细胞膜靶向催化。