[发明专利]一种含锰生物纳米材料的合成方法及其应用

说明书

本发明公开了一种含锰生物纳米材料的合成方法及其生物医学应用。所述含锰生物纳米材料是由细胞经高锰酸钾处理、超声和纯化所得。该含锰生物纳米材料具备对谷胱甘肽和过氧化氢响应的性质。此外，该含锰生物纳米材料能够装载各种药物，并降低或沉默药物的荧光、毒性、光敏性、溶血等性质，且又能在谷胱甘肽的作用下可控释放并恢复其特定性质。因此，该含锰生物纳米材料可用于催化产氧、谷胱甘肽检测和药物递送等。

技术领域

本发明涉及一种含锰生物纳米材料的合成方法及其生物医学应用，属于生物纳米材料技术领域。

背景技术

目前，纳米颗粒的合成主要有三种方法，分别是物理法、化学法和生物合成法。其中，利用物理法制备的纳米材料纯度高、活性高，但易团聚；利用化学法制备的纳米颗粒分散性好，但合成较为复杂、杂质较多，且产物的生物相容性较差。生物合成法，是利用生物介导纳米颗粒的合成。相比于前两种传统方法，生物合成法更加经济简便，且反应条件温和，利用生物法合成的金属纳米颗粒，如银、金、铂、锆、钯、铁、镉以及钛氧化物、氧化锌等金属氧化物，不仅具有特定的形貌，也表现出良好的生物相容性。纳米颗粒生物合成法的一个重要挑战是从参与合成的生物材料中分离出纯净的纳米颗粒。生物体，包括植物、真菌、藻类、放线菌、细菌、病毒和酵母等，因其纯天然和高效性被广泛地作为生物还原剂用于纳米颗粒的绿色合成。但是，极少有利用生物体一步合成含锰纳米材料的报导。

另一方面，锰是人体有效控制代谢所必需的微量元素之一。重要的是，二价锰离子可以用作较好的核磁共振造影剂，然而设计和合成高稳定和灵敏度高的二价锰配合物用于临床依然是十分困难的。为了解决这一问题，许多含锰纳米材料被广泛地合成，如二氧化锰纳米片、介孔二氧化硅包裹的空心二氧化锰纳米颗粒、锰掺杂的锆金属有机框架纳米管和牛血清白蛋白稳定的二氧化锰纳米颗粒等，但多步复杂的合成步骤、较高的合成成本和较单一的性质依然阻碍了它们的生物医学发展。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含锰生物纳米材料的合成方法，并通过简单的方法实现药物负载，最终获得载药含锰生物纳米材料，用于生物医学领域。

技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种含锰生物纳米材料的合成方法，包括以下步骤：

通过离心将细胞和培养液分离，取离心下层细胞，用缓冲液重悬，然后与高锰酸钾溶液混合反应，结束后超声，离心，取上层液体，透析，即得所述含锰生物纳米材料。

优选，所述细胞选自细菌、真菌或哺乳动物细胞。进一步优选，所述细菌包括大肠杆菌各种益生菌等，所述真菌包括酵母菌或里氏木霉等，所述哺乳动物细胞包括红细胞、免疫细胞等正常细胞和癌细胞等。

优选，所述混合反应的时间5–30分钟，超声15–60分钟。

本发明还提供了所述合成方法所合成的含锰生物纳米材料。

最后，本发明提供了所述含锰生物纳米材料的生物医学应用，例如所述的含锰生物纳米材料在催化产氧中的应用，或者在谷胱甘肽检测中的应用，或者作为药物递送载体的应用，能够用于乏氧改善、可控释药和肿瘤特异性的化学动力学疗法联合治疗癌症。

作为药物递送载体应用时，包括将所述含锰生物纳米材料与负载药物混合搅拌反应，经离心纯化，即得。

优选，所述药物选自化疗药物、光疗药物或多肽类药物等。进一步优选，所述负载药物包括化疗药物如盐酸阿霉素、硫酸长春新碱、盐酸米托蒽醌、羟基喜树碱和姜黄素等，光疗药物如α,β,γ,δ-四(1-甲基吡啶嗡-4-基)卟吩对甲苯磺酸盐、孟加拉玫瑰红、光克洛、原卟啉、二氢卟吩e6和四苯基卟啉四磺酸水合物等，多肽类药物如蜂毒肽等，其他分子类药物等，以及上述药物的混合。