一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型GDY负载CuBi双金属纳米催化剂及其制备方法

本发明涉及纳米催化剂和肿瘤治疗领域，具体地来说，涉及新型的gdy负载cubi双金属纳米多功能催化剂的制备及在肿瘤治疗中的应用

背景技术：

1、骨肉瘤(osteosarcoma，os)是最常见的骨原发恶性肿瘤，通常在青少年时被诊断为骨肉瘤,是最具威胁性的恶性肿瘤之一，且预后治疗效果差，严重影响患者的正常生活质量。最近，tsvetkov等人发现了铜超载诱导的细胞死亡途径cuprotosis，这为铜在癌症治疗中的发展开辟了新的视野。铜细胞凋亡是一种依赖铜的细胞调控死亡形式，它与被广泛研究的细胞凋亡和坏死等程序性细胞死亡方式有着根本的不同，因此在克服当前肿瘤化疗的不足方面具有巨大的前景。同时，肿瘤微环境内呈低氧弱酸性，还有高过氧化氢浓度。而活性氧(ros)主要包括活性超氧阴离子(o2-)、羟自由基(·oh)等，升高肿瘤环境中的ros水平，增强癌细胞的氧化应激会导致肿瘤细胞的损伤和凋亡。因此调控肿瘤复杂微环境可以生成ros介导的治疗手段是治疗骨肉瘤较为可行的方法。

2、目前临床上骨肉瘤的治疗方法主要是手术切除、放化疗辅助等，治疗效果并不好且预后不可控。近年来，一些纳米催化疗法可用于肿瘤的治疗，是基于纳米酶的一种新型治疗手段。纳米酶(nanozymes)是一类具有纳米材料独特性能，又有催化功能的人工模拟酶，由于其经济性，稳定性和耐久性的优点在医学、化工、环境等领域得到广泛的应用。其中，铜基纳米治疗系统受到了越来越多的关注，铜基纳米酶可在通过硫代二硫交换和基于cu2+的氧化还原反应有效地消耗gsh，并且生成的cu+可以更有效地催化h2o2生成有毒的·oh。而且，cu+的fenton样反应也可使肿瘤细胞内ros水平显著升高，破坏氧化还原稳态，可实现化学动力学治疗。但是由于铜基纳米酶的活性位点密度较低且活性位点间缺乏协同作用，导致其酶活性远远不达到高效的抗肿瘤要求。引入金属bi，构建具有双活性中心的双金属纳米酶，使其原子利用率更高，活性位点更多，协同作用更强，会展现出更高效的酶催化活性，从而打破酶反应中线性关系的限制；同时，作为二维碳基纳米材料的新成员，石墨炔(gdy)被预测为最稳定的二乙基碳同素异形体。石墨炔(gdy)可作为良好的纳米载体负载cu和bi，该纳米酶(cubi-gdy)具有比天然酶类更好的类过氧化氢酶活性(cat)，过氧化物酶活性(pod)和谷胱甘肽过氧化物酶(gpx)，利用铜基纳米材料诱导铜死亡的独特优势是联合治疗骨肉瘤的新型方式。

3、与单金属氧化物相比，双金属氧化物具有更丰富、更多样化的性能，使其在生物医学领域显示出巨大的生命力。同时，由于具有合金化作用的双金属nps通常比单金属组分具有更活跃的催化位点和理想的化学稳定性，因此在抗癌治疗中显示出很大的希望。然而，基于cu的双金属纳米酶的研究很少，因此，合理设计基于cu的双金属纳米酶，由于金属位点的协同作用，有很大的希望实现对肿瘤的增强抑制。

技术实现思路

1、本申请发明了一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂及其制备方法可以通过水热法制备cu纳米酶，之后油浴连接金属bi、进行ar氛围热处理后得到具有优良的cat、pod、gpx样活性的cubi-gdy纳米酶。

2、具体的技术方案如下：

3、一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂的制备方法，具体的步骤如下：

4、s1.首先通过将六[(三甲基硅基)乙基]苯(heb-tms)和cucl分散液混合后持续超声，加热反应、冷却洗涤干燥得到cu-gdy；

5、s2.将cu-gdy和bi(no3)3·5h2o混合油浴，进行ar氛围热处理得到双金属cubi-gdy纳米酶。

6、所述合成步骤s1具体为：

7、s1.1.在玻璃瓶中加入六[(三甲基硅基)乙基]苯(heb-tms)、cucl和超纯水后超声1-3h。

8、s1.2.将瓶子密封，加热至100-140℃反应6-12h。反应结束后，依次用新鲜的dmf、乙醇和超纯水洗涤样品。最后将样品在真空干燥箱中干燥，得到黑棕色粉末cu sazyme。

9、进一步的，所述s1.1中cucl与heb-tms的化学计量比为1-2:1-3；

10、所述合成步骤s2具体为：

11、s2.1.取cu-gdy，加入bi(no3)3·5h2o，溶于二甲基亚砜中，搅拌溶液分散均匀，锡箔纸封口后转移至油浴锅中在50-80℃下持续搅拌2-6个小时，之后撤掉封口升温到120-150℃持续搅拌挥干二甲基亚砜，在真空干燥箱中干燥24-48小时。

12、s2.2.待反应物彻底干燥后用刮匙将材料从烧杯上刮下，转换到玛瑙研钵中研磨均匀后放入陶瓷坩埚中，放入管式炉在通氩气(ar)条件下，调节气流速度，设定目标温度500-700℃，在目标温度下反应2-5个小时就得到cubi-gdy，研磨均匀后避光干燥保存。

13、所述s2.1中所用试剂cu-gdy在二甲基亚砜中的浓度为0.4-3.5mg/ml，bi(no3)3·5h2o在二甲基亚砜中的浓度为0.2-1mg/ml，cu-gdy与bi(no3)3·5h2o的质量比为2-7:1-2。

14、一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂，由上述方法制成。

15、一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂在制备肿瘤治疗药物中的应用。

16、本申请的优点和效果如下：

17、本申请发明了一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂及其制备方法，利用石墨炔(gdy)负载cubi纳米粒子合成双金属纳米材料作为一种新型纳米酶，具有优良的cat、pod、gpx样活性，可以在骨肉瘤细胞中产生ros，并缓解骨肉瘤细胞缺氧，以及诱导骨肉瘤细胞铜死亡，从而达到杀伤骨肉瘤细胞的目的。本发明为复合纳米酶调控肿瘤微环境，产生ros，以及诱导铜死亡治疗骨肉瘤提供了一个新的策略。

18、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

19、根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。

技术特征：

1.一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于，具体的步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述合成步骤s1具体为：

3.根据权利要求2所述的一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述s1.1中cucl与heb-tms的化学计量比为1-2:1-3。

4.根据权利要求1所述的一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述合成步骤s2具体为：

5.根据权利要求4所述的一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：

6.一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂，由上述权利要求1-5任一项所述方法制成。

7.根据权利要求6所述的一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型gdy负载cubi双金属纳米催化剂在制备肿瘤治疗药物中的应用。

技术总结一种具备纳米酶活性用于肿瘤治疗的新型GDY负载CuBi双金属纳米催化剂及其制备方法，涉及纳米催化剂和肿瘤治疗领域。本发明利用石墨炔(GDY)负载CuBi纳米粒子合成双金属纳米材料作为一种新型复合纳米酶，具有优良的CAT、POD、GPx样活性，可以在骨肉瘤细胞中产生ROS，并缓解骨肉瘤细胞缺氧，以及诱导骨肉瘤细胞铜死亡，从而达到杀伤骨肉瘤细胞的目的。本发明为复合纳米酶调控肿瘤微环境，产生ROS，以及诱导铜死亡治疗骨肉瘤提供了一个新的策略。技术研发人员：钟静萍,郑立,王韩洁,杨欣,邓结家,莫苗,施雄智,广怡然,陈家俊受保护的技术使用者：广西医科大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1