[发明专利]一种过氧化物拟酶用高分子纳米材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种过氧化物拟酶用高分子纳米材料及其制备方法，属于高分子纳米材料以及催化药物技术领域。本发明制备的过氧化物拟酶用高分子纳米材料为三价铁离子掺杂型聚吡啶高分子纳米材料，可催化低浓度过氧化氢产生大量活性氧物质(ROS)，并且本发明的过氧化物拟酶用高分子纳米材料还可以在近红外光的照射下进一步提高ROS的产生，而且本发明的过氧化物拟酶用高分子纳米材料可以与谷胱甘肽(GSH)发生氧化还原反应，降低谷胱甘肽含量，减少活性氧物质(ROS)的损失，实现协同，达到理想的抗菌效果。

技术领域

本发明属于高分子纳米材料以及催化药物技术领域，具体是一种过氧化物拟酶用高分子纳米材料及其制备方法。

背景技术

天然酶的一些固有缺陷如易变性、成本高等，大大限制了其在生物医学、食品安全以及环境保护等领域的实际应用。因此，利用生物或化学方法模拟天然酶不仅具有重要的科学意义，而且具有巨大的实际应用价值。近年来，随着纳米科学的飞速发展，研究者发现某些纳米材料本身就具有内在的模拟某些生物酶催化活性的能力，因此它们被称之为纳米酶。纳米酶的发现改变了以往人们关于无机纳米材料是一种生物惰性物质的传统观念，揭示了纳米材料内在的生物效应及新特性，丰富了模拟酶的研究，也大大拓展了纳米材料的应用范围。与天然酶或者传统的模拟酶相比，纳米模拟酶既是一种酶，又是一类纳米材料，因此它们除了具有类似酶的催化性能之外，还具有纳米材料本身的物理和化学特性(如光、电、磁等)，是一类双功能甚至多功能的纳米材料，而且有着大的比表面积，更易于进行化学修饰。因此，近几年来，纳米酶在生物医学等领域受到了研究人员的极大关注。

对于过氧化物的催化在医药卫生等领域应用十分广泛，但天然过氧化物酶价格不菲且对于使用条件要求也比较高。在纳米技术的推动下，多功能纳米材料如包括V₂O₅、石墨烯量子点等在内的金属纳米结构、金属硫化物/氧化物或其纳米复合材料、功能化聚合物和碳纳米材料具有过氧化物酶模拟能力。基于其具有过氧化物酶模拟能力，可以尝试将过氧化物拟酶应用于抗菌领域。

据报道，包括V₂O₅、和石墨烯量子点在内的纳米材料具有过氧化物酶模拟能力，可用于协助H₂O₂进行抗菌应用。例如，石墨烯量子点能够催化低浓度的H₂O₂产生羟基自由基(·OH)，其具有比H₂O₂更高的抗菌活性，同时避免较高浓度H₂O₂的毒性。更重要的是，与天然酶相反，过氧化物酶样纳米材料可以防止蛋白质变性或蛋白酶消化。但不幸的是，过氧化物酶样纳米材料的进一步应用仍然受到以下限制：(1)许多报道的过氧化物酶样纳米材料的内在生物毒性仍然是最重要的问题之一；(2)据报道，基于纳米材料的单一模式抗菌过程难以高效地完全消除耐药菌。多种抗菌药物联合治疗模式成为提高抗菌效率的有效途径，可能诱导有效的协同效应。因此，探索具有多重抗菌能力的新型生物相容性过氧化物酶样纳米材料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过氧化物拟酶用高分子纳米材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种过氧化物拟酶用高分子纳米材料，其特征在于，所述提过氧化物拟酶用高分子纳米材料主要包括以下重量份数的原料组分：32～50份三氯化铁和10～12份3,4-二氨基吡啶。

作为优化，所述过氧化物拟酶用高分子纳米材料的粒径为5nm～200nm，水体系的电势为+10.0mV～+80.0mV，平均分子量为12.0kDa～25.0kDa，优选为12.0kDa-18.0kDa。

作为优化，所述3,4-二氨基吡啶为单分子晶体。

作为优化，一种过氧化物拟酶用高分子纳米材料的制备方法主要包括以下制备步骤：