[發明專利]一種具有超氧化物歧化酶活性的碳點及其制備方法

在審

• 申請號: 202111289705.6
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN114031067A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 劉翠;張明真;高文慧;龐代文;涂康生
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;B01J21/18;A61K33/44;A61P39/06;A61P29/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明提出了一種具有超氧化物歧化酶活性的碳點及其制備方法，包括以下步驟：將碳材料和硝酸溶液進行混合，得到混合物溶液，其中，該混合物溶液的濃度為10?20mg mL^?1，硝酸的濃度為15M、10M或5M；將混合物溶液在100?200℃下進行攪拌、煮沸回流至碳材料完全蝕刻，得到澄清液體；將澄清溶液依次中和、除雜、濃縮、凍干，得到具有超氧化物歧化酶活性碳點；本發明提出的制備方法具有合成綠色、步驟簡便、尺寸小、生物相容性好、分散性穩定等特點；在氧化損傷保護、抗老化、抗炎治療等實際應用中具有廣闊的前景。

技術領域

本發明屬于納米酶、模擬酶、無機催化納米材料研究領域，具體涉及一種具有超氧化物歧化酶活性碳點及其制備方法。

背景技術

天然酶作為一類極為重要的生物催化劑，因其催化效率高、底物特異性強、反應條件溫和、立體選擇性好等特點被廣泛應用于制藥、化工、食品加工和農業等領域。然而，由于天然酶制備和純化成本高、操作穩定性差、催化活性對環境條件敏感以及回收和再利用困難等缺點，極大地阻礙了其廣泛應用。為了克服上述問題，科研工作者們長期致力于模擬酶的研究。自2007年首次報道Fe₃O₄納米顆粒具有過氧化物酶模擬活性以來，多種具有模擬酶活性的納米材料被廣泛開發研究，如貴金屬(金、銀、鈀、鉑等)、屬氧化物(氧化鐵、氧化銅、氧化鈰等)和碳納米材料等。與天然酶相比，納米酶具有成本低、穩定性高和耐用性強等優點，已被廣泛應用于生物傳感、抗菌、細胞保護、疾病診斷與治療等生物醫學應用中。

然而，目前所報道的貴金屬和金屬氧化物類納米酶，由于其穩定性不足、合成復雜、批量生產困難，花費高等缺點，難以運用到實際應用中。與其相比，以碳結構為主體的碳基納米酶具有良好的生物相容性，加之其明確的電子和幾何結構而被廣泛應用于模擬酶領域。其中，碳點作為近年來新興的一種零維碳納米材料，因其粒徑小、比表面積大、導電性優異，可以作為電子供體和電子受體，是一類理想的可用于均相催化的碳催化劑，在生化分析、疾病診斷與治療等生物醫學應用方面具有廣闊的應用前景。但是，目前的制備方法獲得的碳點納米酶，主要用于模擬天然的過氧化物酶(POD)活性，其應用受到極大限制，尤其是在細胞保護、抗老化、疾病診療等生物醫學應用方面。所以，亟需開發新的制備方法、合成具有其他模擬酶活性的碳點納米酶。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有超氧化物歧化酶活性的碳點及其制備方法，解決了現有技術中存在的上述不足。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供的一種具有超氧化物歧化酶活性的碳點的制備方法，包括以下步驟：

將碳材料和硝酸溶液進行混合，得到混合物溶液，其中，該混合物溶液的濃度為10-20mg mL-1，硝酸的濃度為15M、10M或5M；

將混合物溶液在100-200℃下進行攪拌、煮沸回流至碳材料完全蝕刻，得到澄清液體；

將澄清溶液依次中和、除雜、濃縮、凍干，得到具有超氧化物歧化酶活性碳點。

優選地，所述碳材料包括碳纖維粉、焦炭、炭黑或石墨粉。

優選地，將澄清溶液進行中和的具體工藝是：

利用NaOH進行中和，直至澄清溶液的pH值呈中性。

優選地，進行除雜的具體工藝是：

將中和后的混合溶液依次進行透析、過濾、超濾，得到C-dots溶液。

優選地，透析的工藝是：利用分子截留量為3500Dalton的透析袋進行透析，收集得到的液體。

優選地，過濾的具體工藝是：

利用0.22μm濾膜進行過濾，得到過濾后的液體。

優選地，進行超濾的具體工藝是：