抗生素耐药菌（ARB）和抗生素耐药基因（ARGs）的快速广泛的传播已成为威胁公共健康和环境安全的关键挑战。生物膜作为耐药菌的生存微环境与水平基因转移的热点区域，进一步加剧了这一问题。在水环境中，生物膜是ARB与ARGs长期存在的重要储存库。这类微生物群落具有细胞密度高、代谢协同性强、基因交流活跃等特征，共同推动耐药性状的进化与稳定。

传统的生物膜清除策略包括抗生素处理、氧化型消毒剂及物理破碎法，但其效果有限，且易引发非预期的生态后果。抗生素难以穿透胞外聚合物（EPS）基质，导致细菌处于亚致死浓度暴露状态，反而促进耐药性进化。基于过氧化氢（H₂O₂）的高级氧化工艺（AOPs）已被广泛用于污染物降解与微生物灭活。

与次氯酸钠消毒相比，由于不含活性氯物种，H₂O₂体系产生的卤代消毒副产物显著更少。然而，高浓度H₂O₂具有强氧化性与腐蚀性，威胁材料稳定性与运行安全。上述不足凸显了亟需开发可同步清除生物膜并降解ARGs的抗菌技术，以遏制基因污染并降低耐药性反弹风险。

智能纳米技术为应对日益严峻的抗生素耐药问题提供了强大且具有变革性的研究平台。在新兴技术中，抗菌纳米机器人作为可靶向清除顽固性耐多药细菌生物膜及其相关耐药基因的主动型功能制剂，受到越来越多的关注。抗菌纳米机器人可通过表面化学修饰与催化驱动实现自主运动，从而深入穿透生物膜基质并实现局部抗菌作用。

同时，纳米机器人可搭载催化试剂或治疗性生物分子，实现多模式协同作用，破坏EPS结构、清除定植细菌并抑制生物膜再次形成。尽管取得上述进展，灭活ARB的过程仍不可避免地释放ARGs，这类基因在环境中持久存在并构成显著生态风险。这一尚未解决的问题表明，亟需开发可同步清除ARB并降解释放ARGs的纳米机器人，以遏制耐药组的传播。

噬菌体作为细菌的天然捕食者，能够特异性识别并裂解宿主菌，在靶向微生物控制方面极具应用潜力。将噬菌体与功能纳米材料工程化整合可提升抗菌性能，这类体系可视为具备识别与杀菌能力的纳米机器人。在各类功能材料中，纳米酶因催化效率高、活性可调、耐严苛环境等优势尤为引人关注。

作为典型代表，钯（Pd）纳米酶具有优异的类过氧化物酶活性，可在酸性生物膜微环境中被激活，有望氧化降解释放的ARGs，成为纳米机器人中高效的催化“武器”模块。将噬菌体与纳米酶整合构建生物杂化纳米机器人，可为同时解决耐多药生物膜清除与ARGs环境扩散问题提供新平台。

N4@Pd纳米机器人协同清除NDM-1型大肠杆菌生物膜并降解ARGs的作用示意图（摘自Advanced Science）

本研究构建了一种双功能N4@Pd纳米机器人，将噬菌体介导的细菌裂解与纳米酶催化氧化活性相结合。该纳米机器人搭载裂解性噬菌体N4，对NDM-1型大肠杆菌具有高度特异性。为解决噬菌体裂解后残留ARGs释放的问题，研究在N4噬菌体衣壳上修饰Pd纳米酶，使其产生活性氧以增强杀菌效果，并同步降解ARGs，最大限度降低水平基因转移风险。

通过这种级联抗菌机制，N4@Pd纳米机器人可实现生物膜深层穿透、ARB精准清除与ARGs同步降解。该协同策略构建了具有变革性的技术平台，不仅能高效清除生物膜，还可有效降低抗生素耐药性传播带来的基因风险，为水处理与微生物控制提供可持续、环境友好的解决方案。