[发明专利]氮掺杂纳米碳球的类超氧化物歧化酶活性及其用途

说明书

本申请涉及氮掺杂纳米碳球的类超氧化物歧化酶活性及其用途。具体而言，本申请涉及氮掺杂纳米碳球的类超氧化物歧化酶活性及其在缺血性脑卒中的用途。

技术领域

本申请属于纳米生物医学和纳米技术的交叉领域。特别地，本申请涉及纳米材料的医学应用。更具体而言，本申请涉及氮掺杂纳米碳球的类超氧化物歧化酶活性及其在缺血性脑卒中的用途。

背景技术

氮掺杂纳米碳材料(N-doped carbon nanomaterials)的研究已经成为国际碳材料领域的热点之一。氮原子比碳原子多一个价电子，氮掺杂进入碳的六元环结构后可形成吡啶、吡咯、石墨氮、吡啶氧化物等含氮官能团，不仅可以提高纳米碳材料的表面化学活性，还可对其电子结构进行调节，从而改变纳米碳球的催化活性、导电性和吸附性能等[1,2]。传统的氮掺杂纳米材料广泛用于氧还原反应(oxygen reduction reaction，ORR)[3]，超级电容器 [4]以及电化学和生物传感器[5]等领域。但是迄今为止，未有将其应用于生物医学的报道。

在2007年，本发明人在国际上首次发现无机Fe₃O₄纳米颗粒等本身就具有内在的生物酶活性[6]，并将这种具有内在酶活性的纳米材料称为纳米酶[7]。发现纳米酶的报道引领了纳米酶颗粒研究的热潮，有近百种纳米材料的不同纳米酶颗粒活性被陆续报道[8,9]，并被广泛应用于纳米生物医学技术领域，比如生物传感、生物成像、组织工程、肿瘤的诊断和治疗等等 [10-12]。

截至目前，未有氮掺杂纳米碳材料或氮掺杂纳米碳球是否具有类超氧化物歧化酶活性的报道。

发明内容

本发明的第一方面涉及氮掺杂纳米碳球用作超氧化物歧化酶的用途。

在一些实施方案中，所述用途是体外用途或体内用途。在一些实施方案中，所述用途是治疗和/或诊断用途。在一些实施方案中，所述用途是非治疗和/或非诊断用途。

本发明的第二方面涉及氮掺杂纳米碳球在制备用于预防和/或治疗受试者中可以基于超氧化物歧化酶活性预防和/或治疗的疾病的药物中的用途。

本发明的第三方面涉及利用氮掺杂纳米碳球预防和/或治疗可以基于超氧化物歧化酶活性预防和/或治疗的疾病的方法，其包括向受试者施用所述氮掺杂的纳米碳球。

本发明的第四方面涉及氮掺杂纳米碳球，其用于预防和/或治疗受试者中可以基于超氧化物歧化酶活性预防和/或治疗的疾病。

在一些实施方案中，所述可以基于超氧化物歧化酶活性预防和/或治疗的疾病选自缺血性脑卒中、缺血性心梗、阿尔兹海默症、帕金森症、白内障、痛风、结肠炎、类风湿性关节炎或硬皮病。不受限于任何理论，任何因自由基产生的疾病都可以利用本发明的氮掺杂纳米碳球的超氧化物歧化酶活性进行预防和/或治疗。

在一些实施方案中，所述可以基于超氧化物歧化酶活性预防和/或治疗的疾病是缺血性脑卒中。

在一些实施方案中，所述氮掺杂纳米碳球的粒径范围为20-200nm之间，优选地，粒径范围为50-150nm，更优选地，粒径范围为70-140nm。

在一些实施方案中，所述氮掺杂纳米碳球进一步掺入金属元素，优选地，所述金属元素选自Fe、Co、Ni、Cu、Ce和Mn的一种或多种，更优选地，所述金属元素选自是Fe、Ni、Ce、Mn和Cu的一种或多种。

在一些实施方案中，所述金属元素是Fe。

在一些实施方案中，所述氮掺杂纳米碳球用靶向性蛋白进一步进行修饰，优选地，所述靶向性蛋白选自对于疾病有特异性的抗体、配体、多肽、小分子或核酸适配体，优选地，所述靶向性蛋白选自抗体、配体或全人H铁蛋白。

在一些实施方案中，所述靶向性蛋白是全人H铁蛋白。