[發明專利]多孔納米酶、多孔納米酶晶體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210344440.3
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114505070A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 楊鵬;巴薩姆·賽義夫;秦榮榮
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J31/00;B01J31/06;B01J35/10;B01J37/16;B01J37/32
• 代理公司: 北京悅和知識產權代理有限公司 11714
• 代理人: 司麗春;劉青霞

本發明涉及一種多孔納米酶、多孔納米酶晶體及其制備方法和應用，涉及催化劑領域，多孔納米酶為金屬離子與蛋白質結合物在硼氫化鈉作用下自組裝成的蛋白?金屬泡沫材料，可選地，所述金屬離子與蛋白質結合物為金屬離子與蛋白質鏈結合而成。多孔納米酶為自支撐多孔納米酶(PNEs)，具有輕巧、靈活、形狀可控、穩定性和機械性能良好、催化效率高的優點，PNEs通過高溫(燃燒)處理可以很容易地轉化為多孔納米酶晶體(CPNEs)，還可以通過簡單的一步浸漬后成為卓越的仿生系統和先進的功能材料?涂層。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，具體涉及一種多孔納米酶、多孔納米酶的制備方法、多孔納米酶晶體、多孔納米酶晶體的制備方法、多孔納米酶復合物，以及它們作為催化劑的應用。

背景技術

具有酶活性的新型生物材料(納米酶)由于其催化活性可調、穩定性高、成本低、易于大規模生產等優點，被認為是天然酶的優良替代品。這種獨特的特性使納米酶在多個領域具有廣闊的應用前景，特別是在納米酶、生物傳感器、疾病診斷和治療方面。稀土基納米材料由于其對一系列重要的生物催化反應具有獨特的催化活性而逐漸成為具有經濟效益的納米酶。

二氧化鈰(CeO₂)作為一種模擬天然酶結構和功能的稀土納米酶，近年來在生物醫學領域的一系列應用受到了廣泛關注。但由于在復雜條件下穩定性差、可回收性低以及活性位點周圍特定微環境的丟失，基于氧化鈰的納米酶通常無法表現出較高的催化性能。此外，當逐漸接近中性生理條件時，類酶活性急劇下降甚至消失。因此，設計在生理條件下具有獨特特征、可定制功能、優異的催化和治療性能的多功能納米酶仍然是一個巨大的挑戰。

發明內容

發明目的

本發明的目的在于提供一種多孔納米酶、多孔納米酶的制備方法、多孔納米酶晶體、多孔納米酶晶體的制備方法、多孔納米酶復合物，以及它們作為催化劑的應用。

本發明通過將蛋白質鏈與金屬離子結合來設計具有無定形到高結晶質量結構的龐大的3D超輕、多孔串聯納米酶庫，多孔納米酶的制備不需要任何苛刻的條件，可以在生理條件(室溫和中性水溶液)下進行，多孔納米酶為自支撐多孔納米酶(PNEs)，具有輕巧、靈活、形狀可控、穩定性和機械性能良好、催化效率高的優點，PNEs通過高溫(燃燒)處理可以很容易地轉化為多孔納米酶晶體(CPNEs)，還可以通過簡單的一步浸漬后成為卓越的仿生系統和先進的功能材料-涂層。

解決方案

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種多孔納米酶，其為金屬離子與蛋白質結合物在硼氫化鈉的作用下自組裝成的蛋白-金屬泡沫材料，可選地，所述金屬離子與蛋白質結合物為金屬離子與蛋白質結合而成。

進一步地，所述金屬離子包括Ce³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Cr³⁺、Zn²⁺、In³⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Sn⁴⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Ru³⁺、Rh³⁺、Pd²⁺、Pt³⁺、Au³⁺、Hg²⁺、Bi³⁺、La³⁺中的任意一種或幾種；金屬離子優選為Ce³⁺、Ag⁺、Ca²⁺中任意一種。