[發明專利]一種酶驅動瓶狀納米馬達及其制備方法

有效

• 申請號: 201810304951.6
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108524941B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 賀強;周昶;高長永;林之華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61K47/34
• 分類號: A61K47/34;B81B1/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;吳航

本發明提供一種酶驅動瓶狀納米馬達及其制備方法，其步驟在于，以瓶狀納米粒子、葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶為材料，利用真空灌注法和超聲灌注法，將葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶同時裝載在瓶狀納米粒子的內部，制備出酶驅動的瓶狀納米馬達，與現有技術相比，本發明的有益效果在于，本發明制備過程簡單，制備的納米馬達生物相容性好，控制性強，能在葡萄糖溶液，沿著葡萄糖濃度梯度運動，實現酶驅動瓶狀納米馬達的趨化運動，在藥物攜載、毒素清除、腫瘤治療等生物醫學領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及醫學生物材料技術領域，具體涉及一種酶驅動瓶狀納米馬達及其制備方法。

背景技術

在人們對于未來的展望中，經常有微納米尺度的器械或機器人進入人體的場景，人們想象這些微納米器械可以在體內運動并可以治療一些常規手段難以治療的疾病的場景。近些年，這些想象逐漸的走向現實，科學家們開展了關于人造微納米馬達的研究。微納米馬達是利用環境中的能量，將化學能，光能，電能等能量轉化為自身動能的裝置，其驅動方式可分為兩類，一類是利用環境中的化學物質，通過局部化學反應將化學能轉化為動能以驅動馬達運動；而另一類則是無燃料系統，這是通過如光、磁場、超聲波等外界刺激以驅動馬達運動。其中，化學驅動馬達多以過氧化氫為燃料。由于過氧化氫在人體內的含量較低、且對人體具有一定的毒副作用，因此氣泡驅動馬達的生物實用性較差，而外場驅動馬達的控制性較差，難以對其運動進行定位和控制。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐提出了本發明。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種酶驅動瓶狀納米馬達，其包括瓶狀納米粒子骨架、位于所述骨架內部的兩種酶，且所述酶驅動瓶狀納米馬達能沿葡萄糖濃度梯度進行趨化運動，且所述酶驅動瓶狀納米馬達采用如下方法制備：

步驟一、制備瓶狀納米粒子，

a、將0.0218-0.087 g聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物和0.0182-0.073 g油酸鈉加入10 mL-30 mL去離子水中，得到混合溶液A，并在25 ℃水浴中以100 rpm的速度攪拌0.5-2 h；

b、將2-5 g核糖溶于20-50 mL去離子水中，并加入到所述混合溶液A中，在溫度為25 ℃水浴中，以100 rpm 的速度攪拌20-40 min，得到混合溶液B；

c、將所述混合溶液B轉移到75 mL反應釜中，放入烘箱中，在160 ℃溫度下時，保持8-20 h，并以8500 rpm 的速度離心10-30 min，收集得到瓶狀納米粒子粗產品；

d、用20mL-50 mL去離子水清洗所述粗產品3-5次，再用20mL-50 mL乙醇清洗2-3次，每次以8500 rpm 的速度離心15-25 min收集，最后在真空度130Pa-140 Pa，80 ℃環境下干燥，最終得到干燥的瓶狀納米粒子；

且所述瓶狀納米粒子為水熱碳化的碳基高分子，且所述瓶狀納米粒子的瓶壁厚為50-120 nm，瓶直徑為300-1000 nm，瓶長為400-1500 nm；

步驟二、將葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶加入到緩沖溶液中，制備酶混合溶液；

步驟三、通過真空灌注法和超聲灌注法，將步驟二中所述酶混合溶液灌注進入步驟一所述的瓶狀納米粒子中；

步驟四、利用高速離心法去除步驟三所述瓶狀納米粒子外部多余的葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶，最終獲得酶驅動瓶狀納米馬達。

本發明還提供了一種酶驅動瓶狀納米馬達的方法，其包括以下步驟：

步驟一、制備瓶狀納米粒子；