[發(fā)明專利]一種Cu單原子納米酶的制備及應用

在審

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• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN114917354A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 鐘靜萍;鄭立;楊欣;熊維;高尚志;龍炳材;梁遠;向劍輝;黃章睿
• 申請（專利權）人: 廣西醫(yī)科大學
• 主分類號: A61K47/52
• 分類號: A61K47/52;A61K33/34;A61K31/409;A61P19/02;A61P29/00;A61P39/06
• 代理公司: 蘇州科洲知識產權代理事務所(普通合伙) 32435
• 代理人: 李奎鋒

本發(fā)明介紹了一種Cu單原子納米酶，其由化合物Cu?N₄ClG組成；其制備方法包括以下步驟：步驟S21、將酸化后的石墨烯和酞菁銅CuPc加入三蒸水中離心；步驟S22、將S21步驟得到的產物進行超聲處理；步驟S23、將S22步驟得到的產物進行洗滌和干燥處理，得到CuPc功能化G復合材料；步驟S24、將CuPc功能化G復合材料進行Ar氛圍熱處理；步驟S25、將S24步驟得到的產物冷卻后，置于HCl溶液中進行攪拌處理；步驟S26、洗滌干燥，獲得單原子納米酶Cu?N₄ClG。本申請設計的Cu?N4ClG單原子納米酶，其具有優(yōu)良的CAT和SOD樣活性，為未來治療骨關節(jié)炎和氧化應激相關慢性疾病提供了有效策略和新的思路。

技術領域

本發(fā)明屬于納米酶制備領域，具體涉及一種Cu單原子納米酶的制備及應用。

背景技術

眾所周知，骨關節(jié)炎是一種慢性關節(jié)疾病，而目前針對骨關節(jié)炎的治療，主要采用口服非甾體抗炎鎮(zhèn)痛藥、改善局部微循環(huán)藥物，同時可采用關節(jié)腔內注射透明質酸或皮質類固醇。但是，這些方法只能從不同程度上減輕患者的癥狀，很難阻止疾病的進展，這就導致了骨關節(jié)炎患者發(fā)展到后期，需要花費大量的時間和金錢進行治療和護理，甚至進行昂貴的關節(jié)置換手術。因此，在骨科的臨床治療領域迫切需要開發(fā)新的安全有效的骨關節(jié)炎治療策略。

研究表明，關節(jié)中活性氧等自由基的過度積累是骨關節(jié)炎的重要原因，可對生物膜、DNA、脂質和蛋白質造成氧化應激損傷，并導致許多炎癥因子的過度表達，導致軟骨退化和骨關節(jié)炎發(fā)病機制。基于活性氧自由基清除劑的策略可以清除過量的活性氧自由基并抑制氧化應激，已被證明是治療骨關節(jié)炎的有前途的工具。而納米酶作為潛在的活性氧清除劑，具有高過氧化氫酶樣和超氧化物歧化酶樣酶活性，可有效去除活性氧自由基，在骨關節(jié)炎治療中備受關注。例如，相關研究報道的MnO₂納米粒子、中空普魯士藍納米酶和修飾的ZIF-8納米粒子以及多巴胺黑色素納米粒子，均表明對骨關節(jié)炎有很好的治療作用。但盡管如此，現有的納米酶仍存在細胞毒性強、選擇性低、催化活性低、金屬原子利用率低等一系列問題，嚴重限制了其性能和進一步應用。

中國專利CN113457659A公布了一種過渡金屬單原子納米酶及其制備方法和用途，該過渡金屬單原子納米酶是將摻雜過渡金屬的金屬有機骨架材料經熱處理后得到的，所述摻雜過渡金屬的金屬有機骨架材料是以水為溶劑制得的。其制得的過渡金屬單原子納米酶具有均一的形貌、比表面積和孔徑，具有原子級分散活性位點，為單原子催化劑的金屬活性中心和催化機理的進一步研究提供了平臺。實驗結果表明，其制得的過渡金屬單原子納米酶具有良好的仿氧化酶活性、仿過氧化物酶活性和仿鹵素過氧化物酶活性，能夠用來制備高催化活性的仿酶制劑，在抗菌、抗腫瘤、廢水處理、免疫印跡分析等領域具有廣闊的應用前景。

在研究中，申請人發(fā)現由于單原子納米酶具有非常優(yōu)異的金屬原子利用率，其利用率可高達100％。與此同時，它還具有強金屬-載體相互作用、低配位環(huán)境、清晰的電子結構和幾何結構、高選擇性和金屬原子分布穩(wěn)定性，這些優(yōu)異的性能讓它可以模擬天然高度進化的酶催化中心，以單原子作為酶的設計理念，使其成為傳統(tǒng)酶的良好替代品，在眾多的單原子酶的設計體系中，Cu單原子納米酶被認為是利用CAT和SOD樣類酶活性治療氧化應激疾病最有潛力的單原子納米酶之一，而且Cu單原子催化劑具有很高的光催化制氫活性，表明光可以提高其催化活性。但是如何使用Cu制備單原子納米酶進而治療骨關節(jié)炎就成了目前研究的難點。

發(fā)明內容

為解決上述問題，以求通過制備一種Cu單原子納米酶，進而有效的清除活性氧，達到骨關節(jié)炎治療的技術效果。

為達到上述效果，本發(fā)明設計一種Cu單原子納米酶的制備及應用。

一種Cu單原子納米酶，其由化合物Cu-N₄ClG組成。

優(yōu)選地，一種Cu單原子納米酶的制備方法，其包括以下步驟：

步驟S21、將石墨烯和酞菁銅CuPc加入三蒸水中離心；