一种序贯纳米催化剂及其制备方法与流程

本发明属于催化剂，具体涉及一种序贯纳米催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、酶具有活跃的催化性能和底物特异性，对确保细胞的功能和代谢至关重要。大多数天然酶是蛋白质或rna，其缺点是不稳定、成本高且合成复杂。随着纳米技术的发展，一些具有类酶活性的纳米材料被研发，称为“纳米酶”。与天然酶相比，纳米酶稳定性更高、成本更低且可以批量生产。不同的纳米酶可以发挥不同的酶活性，例如过氧化氢酶样活性、过氧化物酶样活性、氧化酶样活性以及超氧化物歧化酶样活性等。目前纳米酶已被研究用于生物医学分析、成像和环境保护等领域。

2、肿瘤微环境的特点包括过量的过氧化氢、乏氧、酸性以及氧化氢酶活性偏低等。纳米酶可以利用肿瘤微环境的特点，发挥相应酶活性，产生细胞毒性分子，如活性氧(ros)，包括单线态氧(1o2)、超氧阴离子(o2)、羟基自由基(·oh)等，有利于杀伤肿瘤细胞。

3、氧化石墨烯(go)是一种二维片状纳米材料，其具有优异的化学/机械稳定性、较强的近红外(nir)区域吸收、良好的导热性及导电性。它在纳米电子学、生物传感器、药物递送、光热治疗和生物成像等领域得到了广泛的研究。此外，go还表现出过氧化物酶样活性，可以催化h2o2生成羟基自由基。基于这一特性，go已被研究用于葡萄糖检测，但其用于肿瘤治疗方面尚未得到充分研究，因此有必要进一步探索其抗肿瘤潜力。然而，go用于生物体尚存在一些挑战，有研究显示go对人类细胞具有浓度依赖性的细胞毒性，该毒性被认为是go锋利的边缘对细胞膜直接造成物理损伤引起的。

4、介孔有机氧化硅(pmo)是一种具有有机和无机骨架的介孔材料。其具有较大的比表面积、有序的介孔、易于修饰的表面特性以及良好的生物相容性和生物降解性。许多研究构建了基于pmo的多功能纳米系统，可以用于药物递送、生物成像以及肿瘤的联合治疗等。通过优化表面活性剂的用量、乙醇和水的比例、硅源剂量以及氨水的浓度，可以比较容易地调节pmo的形状和尺寸。研究已报道过球形、蛋黄壳、双壳、可变形中空和超小型pmo等。研究显示go可以包裹在球形介孔二氧化硅纳米颗粒表面，以获得多功能的纳米平台，用于肿瘤治疗，且具有良好的生物相容性，但其并不具有序贯催化活性。因此，构建具有序贯催化活性的催化剂，用于肿瘤的联合增效治疗成为本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种序贯纳米催化剂及其制备方法。本发明提供的制备方法制备的序贯纳米催化剂中god发挥葡萄糖氧化酶活性，go发挥过氧化物酶活性及光热性能，形成一个具有序贯催化的纳米试剂。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种序贯纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅、第一溶剂和活化剂混合，进行羧基活化处理，得到活化处理的氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅；

5、(2)将所述步骤(1)得到的活化处理的氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅与葡萄糖氧化酶混合，进行缩合反应，得到序贯纳米催化剂。

6、优选地，所述步骤(1)中氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅的制备方法包括如下步骤：

7、1)将表面活性剂、第二溶剂和催化剂混合，得到混合溶液；

8、2)将所述步骤1)得到的混合溶液、硅源与3-氨丙基三甲氧基硅烷混合，进行水解缩聚反应，得到介孔有机氧化硅；

9、3)将所述步骤2)得到的介孔有机氧化硅、水和氧化石墨烯溶液混合，进行静电自组装，得到氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅。

10、优选地，所述步骤3)中介孔有机氧化硅与氧化石墨烯的质量比为2：(1～2)。

11、优选地，所述步骤(1)中的活化剂为edc溶液和nhs溶液。

12、优选地，所述edc溶液和nhs溶液的浓度独立地为1～2mg/ml。

13、优选地，所述步骤(1)中氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅、edc与nhs的质量比为1：(1～1.2)：(1～1.4)。

14、优选地，所述步骤(1)中羧基活化处理的温度为室温，羧基活化处理的时间为2～3h。

15、优选地，所述步骤(1)中氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅与所述步骤(2)中葡萄糖氧化酶的质量比为1：(2～3)。

16、优选地，所述步骤(2)中缩合反应的温度为室温，缩合反应的时间为20～24h。

17、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的序贯纳米催化剂。

18、本发明提供了一种序贯纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅、第一溶剂和活化剂混合，进行羧基活化处理，得到活化处理的氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅；将所述活化处理的氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅与葡萄糖氧化酶混合，进行缩合反应，得到序贯纳米催化剂。本发明先对氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅进行羧基活化处理，然后通过氨基-羧基缩合反应将葡萄糖氧化酶连接在其表面，使得序贯纳米催化剂中葡萄糖氧化酶发挥葡萄糖氧化酶活性，氧化石墨烯发挥过氧化物酶活性及光热性能，形成一个具有序贯催化的纳米试剂。实施例的结果显示，采用本发明的制备方法制备的序贯纳米催化剂中god发挥葡萄糖氧化酶活性，go发挥过氧化物酶活性及光热性能，形成了一个具有序贯催化的纳米试剂。

技术特征：

1.一种序贯纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅的制备方法包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中介孔有机氧化硅与氧化石墨烯的质量比为2：(1～2)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的活化剂为edc溶液和nhs溶液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述edc溶液和nhs溶液的浓度独立地为1～2mg/ml。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅、edc与nhs的质量比为1：(1～1.2)：(1～1.4)。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中羧基活化处理的温度为室温，羧基活化处理的时间为2～3h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅与所述步骤(2)中葡萄糖氧化酶的质量比为1：(2～3)。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中缩合反应的温度为室温，缩合反应的时间为20～24h。

10.权利要求1～9任意一项所述制备方法制备得到的序贯纳米催化剂。

技术总结本发明提供了一种序贯纳米催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。本发明提供了一种序贯纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅、第一溶剂和活化剂混合，进行羧基活化处理，得到活化处理的氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅；将所述活化处理的氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅与葡萄糖氧化酶混合，进行缩合反应，得到序贯纳米催化剂。本发明先对氧化石墨烯包覆介孔有机氧化硅进行羧基活化处理，然后通过氨基‑羧基缩合反应将葡萄糖氧化酶连接在其表面，使得序贯纳米催化剂中葡萄糖氧化酶发挥葡萄糖氧化酶活性，氧化石墨烯发挥过氧化物酶活性及光热性能，形成一个具有序贯催化的纳米试剂。技术研发人员：王庆,杨真露,万志敏,许梓,彭云松,唐雷,王荣品受保护的技术使用者：贵州省人民医院技术研发日：技术公布日：2024/6/13