[发明专利]利用丝素蛋白溶液制备金铂双金属纳米酶及其应用

说明书

本发明涉及纳米材料的合成领域，更具体地涉及利用丝素蛋白溶液绿色温和地制备金铂双金属纳米酶及其在催化、医药、传感等各方面的应用，具体包括以下步骤：（1）在再生丝素蛋白水溶液中原位结晶生成金铂双金属纳米酶。（2）通过表征发现制备产生的双金属纳米酶表面同时形成了丝素蛋白构成的蛋白冠，赋予该复合纳米材料优良的生物相容性及一定的载药能力。（3）通过实验发现该复合纳米酶可以在体内及体外模拟氧化酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶的活性。同时具有一定的光热响应，可用于生物组织中的光声成像。在生物医学领域、催化传感领域及社会经济的其他领域有着很大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及纳米材料的合成领域，更具体地涉及利用丝素蛋白溶液绿色温和地制备金铂双金属纳米酶及其在催化、医药、传感等各方面的应用。

背景技术

谈到酶，人们最先想到的可能是蛋白质，核酸等具有催化作用的生物活性物质。1926年, 生化学家James B. Sumner博士发现了第一个酶（尿素酶），并证实其为蛋白质分子。自此之后，蛋白质一直被认定为是所有酶的物质构成，直至1982年核酸酶类被发现。然而，这些由生物活性物质组成天然酶类在生物体内的含量很低，很难大量获得，因此价格昂贵。而且天然酶类的稳定性很差，pH值或温度的变化都会使蛋白酶失去活性。为了突破这些限制，稳定而可低成本合成的人工模拟酶的研究与开发日益受到人们的关注。纳米酶就是其中重要的一类。纳米酶的问世，改变了以往人们认为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，使其从有机复合物拓展到无机纳米材料，拓展了纳米材料的应用范围。鉴于纳米酶既有天然酶的高催化活性，又有模拟酶稳定而经济的特点，因此自2007年类HRP酶活性纳米酶报道以来，纳米酶的研究迅速崛起，研究的涉及面也逐渐广泛，已经包括材料科学、物理、化学、生物、医学和环境等不同领域。

生物矿化作用区别于一般矿化作用的显著特征是通过有机大分子和无机离子在界面处的相互作用。从分子水平上控制无机矿物相的结晶、生长，从而使生物矿物具有特殊的分级结构和组装方式 。近年来研究表明，生物体对生物矿化过程的控制是一个复杂的多层次过程，其中，生物大分子产生排布以及它们与无机矿物相的持久作用是生物矿化过程的两个主要方面。一般认为生物体内的矿化过程分为四个阶段。

(1)有机质的预组织：生物体内不溶有机质在矿物沉积前构造一个有组织的微反应环境，该环境决定了无机物成核的位置和形成矿物的功能。该阶段是生物矿化进行的前提。

(2)界面分子识别：在已形成的有机大分子组装体的控制下，无机物在溶液中通过静电力作用、螯合作用、氢键、范德华力等作用在有机-无机界面处成核。分子识别是一种具有专一性功能的过程，它控制着晶体的成核、生长和聚集。

(3)生长调制：无机矿物相生长过程中，晶体的形态、大小、取向和结构受生物体有机质的调控，并初步组装得到亚单元。该阶段通过化学矢量调节赋予了生物矿化物质具有独特的结构和形态。

(4)外延生长：在细胞参与下，亚单元组装形成多级结构的生物成因矿物。该阶段是造成天然生物矿化材料与人工材料差别的主要原因。而且是复杂超精细结构在细胞活动中的最后修饰阶段。

生物矿化是一个复杂的动态的过程，受到生物有机质、晶体自身生长机制，以及外界环境等各方面的综合调控作用。仿生矿化模型的建立以及相关机理的深入研究．为在有机组分内合成无机材料，进而利用生物成因矿物的力学性质研究，制备具有高断裂韧性和高强度的仿生材料提供了理论基础。

发明内容

以再生丝素蛋白溶液、氯金酸和氯铂酸为原料合成了一种多功能双金属纳米酶，该材料不但具有类过氧化物酶、类氧化酶、类葡萄糖氧化酶的多酶活性以及消耗谷胱甘肽、上载药物、光声成像的作用，而且制备的过程非常的简便，反应条件特别的温和。

本发明的技术方案具体如下：

1、利用丝素蛋白溶液制备金铂双金属纳米酶，其特征在于，包含以下步骤：