[發(fā)明專(zhuān)利]一種仿過(guò)氧化氫酶活性的光催化納米酶及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110244517.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113042076B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志斌;梅婷婷;程自強(qiáng);喻學(xué)鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/19
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/19;C01B25/08;A61K9/14;A61K41/00;A61P35/00;A01N59/26;A01P1/00
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

本發(fā)明涉及醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，具體涉及一種仿過(guò)氧化氫酶活性的光催化納米酶以及制備方法和應(yīng)用。所述光催化納米酶由MoP₂晶體制備而得，所制備的MoP₂納米顆粒在近紅外激光照射處理后得到具有H₂O₂催化活性的光催化納米酶，可催化H₂O₂迅速產(chǎn)生大量羥基自由基(·OH)等活性自由基。相比于現(xiàn)有的過(guò)氧化氫酶，紅外激光介導(dǎo)的MoP₂納米顆粒可在不使用過(guò)氧化氫酶的復(fù)雜微環(huán)境中高效催化H₂O₂，在腫瘤治療、作為抗菌劑以及殺菌消毒等醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿過(guò)氧化氫酶活性的光催化納米酶及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

過(guò)氧化氫酶(Hydrogen peroxidase)又稱(chēng)觸酶(Catalase,CAT)，是一類(lèi)廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)的末端氧化酶，是以過(guò)氧化氫為底物，通過(guò)催化一對(duì)電子的轉(zhuǎn)移而最終將其分解為水和氧氣。過(guò)氧化氫酶在食品、醫(yī)藥、紡織、造紙、環(huán)保等行業(yè)具有重要的應(yīng)用。當(dāng)過(guò)氧化氫酶應(yīng)用于有機(jī)組織的處理時(shí)，其活性受到溫度、pH值、H₂O₂含量等微環(huán)境的影響，限制了其在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。

納米酶是一類(lèi)既有納米材料的獨(dú)特性能，又有催化功能的模擬酶。納米酶既有天然酶的高催化活性，又有模擬酶穩(wěn)定而經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，因此自2007年HRP納米酶報(bào)道以來(lái)，納米酶的研究迅速崛起，研究的涉及面也逐漸廣泛，已經(jīng)包括材料科學(xué)、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和環(huán)境等不同領(lǐng)域。納米酶的出現(xiàn)為腫瘤的診斷提供了新的方法。利用納米酶的腫瘤細(xì)胞的特異性識(shí)別與高催化活性，催化腫瘤病灶區(qū)過(guò)表達(dá)的H₂O₂產(chǎn)生羥基自由基(·OH)等強(qiáng)氧化性活性物種，以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。由于一定濃度的·OH能破壞細(xì)菌的生物大分子，包括DNA、細(xì)胞蛋白質(zhì)和膜脂等，起到殺菌的作用。因此在腫瘤治療上具有較為廣闊的應(yīng)用前景。然而，納米酶在復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境中的催化效率受到限制，使得產(chǎn)生的·OH自由基量極少而影響治療效果。而要滿足·OH自由基治療腫瘤需要的產(chǎn)生量，需要增大納米酶的劑量，這會(huì)導(dǎo)致一些不可抑制的副作用，如腎毒性和嚴(yán)重過(guò)敏反應(yīng)等。因此，迫切需要發(fā)現(xiàn)在復(fù)雜微生物環(huán)境中具有高催化活性的納米酶。

MoP₂具有有效質(zhì)量小、載流子遷移率高、能帶重疊能小等獨(dú)特性能。目前多用于光電催化領(lǐng)域的研究，尚未見(jiàn)MoP₂作為納米酶應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生的報(bào)道。MoP₂納米顆粒具有良好的生物相容性、光熱轉(zhuǎn)換效率及類(lèi)過(guò)氧化物的活性，在近紅外光照射下具有極強(qiáng)的H₂O₂催化活性，能夠催化H₂O₂快速產(chǎn)生羥基自由基(·OH)等強(qiáng)氧化性活性物種，在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的同時(shí)殺滅腫瘤微生物環(huán)境中的細(xì)菌。在復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境中，MoP₂納米顆粒可以逐漸降解為游離金屬離子和無(wú)毒的磷酸鹽。由于磷是人體必需元素，在人體大量存在(1％)而鉬是人體所需的微量元素，MoP₂納米顆粒的降解產(chǎn)物能被人體吸收或排出，具有較好的生物安全性。因此，本發(fā)明所使用的光催化MoP₂納米顆粒可以作為仿過(guò)氧化氫酶的納米酶應(yīng)用在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有過(guò)氧化氫酶活性的光催化納米酶的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，且制得的光催化納米酶具有較高的H₂O₂催化活性，極好的穩(wěn)定性，還表現(xiàn)出很好的生物相容性。在光照下能迅速催化H₂O₂產(chǎn)生羥基自由基(·OH)，可以通過(guò)破壞細(xì)胞的脂類(lèi)、核酸、蛋白質(zhì)等生物分子物質(zhì)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的凋亡。同時(shí)，高濃度的·OH能使細(xì)菌內(nèi)含的酶素、RNA、溶菌酶等物質(zhì)迅速分解，從而達(dá)到較好的抗菌效果。所述光催化納米酶在的腫瘤治療、殺菌消毒等醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。