[发明专利]一种生物-化学复合纳米酶的制备方法

说明书

本发明涉及一种生物‑化学复合纳米酶的制备方法，属于催化剂技术领域。本发明将“柔性”酶催化剂的立体选择性优势和“刚性”无机磁性纳米粒子简单、高效、稳定的特点相结合，设计和构建出“刚柔并济”的生物‑化学复合纳米酶，并且依靠酶‑支架层‑无机磁性纳米粒子的三级有序结构来激发多重纳米效应的协同作用，提高纳米酶的催化活性和催化稳定性，并利用腐殖酸含有羧基、酚基、羰基等多种功能基团修饰磁性纳米粒子形成复合物，内部的电子转移提高了Fe²⁺再生速率和羟自由基生成速率，从而提高催化反应速率，并通过水热反应修饰的无定形碳层吸附反应物富集在复合物表面，加速催化反应速率。

技术领域

本发明涉及一种生物-化学复合纳米酶的制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

自从2004年，首次提出“纳米酶”这一概念后，人们借助纳米科技的飞速发展，模拟出了大量具有多种天然酶特性的纳米酶，将酶科学推向了另一个巅峰。这些纳米酶按照组分的不同，大致可分为以下四类：碳基纳米酶、金属基纳米酶、金属氧化物基纳米酶、其它种类纳米酶。

借助纳米科技飞速发展而兴起的纳米酶，种类繁多，制备方法也千差万别，但是这些纳米酶的制备策略，仍万变不离其宗，大多是借助纳米材料的制备和修饰方法而发展起来的。

由于纳米酶同时具有纳米材料和天然酶的双重优良特性，因此，纳米酶自发现之日起就被广泛的应用到各个领域，如生物传感器、癌症的诊断与治疗、免疫测定、神经系统的保护、环境污染物处理等方面。

随着纳米技术与材料科学的蓬勃发展，人们惊奇的发现，与人造酶相比，一些新兴的纳米材料，如，富勒烯及其衍生物、金纳米粒子、稀土纳米粒子以及铁磁性纳米粒子等则具有更加优良的类似天然酶的特性。基于此，人们巧妙的设计、制备了大量的人造纳米酶，这些纳米酶不仅很好的模拟了天然酶的优良特性，而且拥有纳米材料独特的性能。被广泛的应用到生物传感器、免疫测定、癌症的诊断与治疗、神经系统的保护、抑制细胞生长以及污染物除去等方面。

关于纳米酶的研究仍在初始阶段，作为人造酶领域最活跃的分支之一，其研究已经取得了很大的进展。但在这一领域仍然存在着许多困难和挑战。例如，与天然酶和有机催化剂相比，大多数纳米酶的效率仍然较低；虽然发现了很多纳米材料具有类天然酶的活性，但其类酶活性尚没有得到广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对与天然酶和有机催化剂相比，大多数纳米酶的效率较低的问题，提供了一种生物-化学复合纳米酶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按配比将六水合氯化铁、四水合氯化亚铁溶解在去离子水中，再加入氨水，搅拌均匀后滴加腐植酸，搅拌加热至80～90℃反应1～2h，磁分离得胶状沉淀；

（2）将胶状沉淀洗涤干净后浸泡在高锰酸钾溶液中，以180W超声波超声处理4~8h，磁分离后水洗干燥，得改性磁性Fe₃O₄纳米粒子；

（3）将改性磁性Fe₃O₄纳米粒子加入葡萄糖溶液中水热处理，磁分离后水洗并分散在去离子水中，得磁流体；

（4）取活性酶、戊二醛、磁流体加入去离子水中，在4～10℃下以200～300r/min搅拌4~6h，磁分离后水洗，得生物-化学复合纳米酶。

步骤（1）所述物料的重量份为8.1～12.2份六水合氯化铁，4.4～6.6份四水合氯化亚铁，18～27份氨水，4.6~7.0份腐植酸，所述氨水质量分数为20~25%。

步骤（2）所述高锰酸钾溶液的质量分数为1%，用量为六水合氯化铁质量的12~30倍。