[发明专利]一种透明质酸修饰的FeCo双金属协同的单原子催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于医药材料技术领域，涉及催化治疗肿瘤药物的制备，特别是指一种透明质酸修饰的FeCo双金属协同的单原子催化剂及其制备方法和应用。所述透明质酸修饰的FeCo双金属协同的单原子催化剂是先合成FeCo双金属协同的单原子催化剂。FeCo双金属协同的单原子催化剂能够起到协同作用，显著提高催化效率。采用透明质酸包裹FeCo双金属协同的单原子催化剂在不影响催化活性，增加水溶性的同时显著提高抗肿瘤活性以及有效避免对正常组织的毒性，扩大了FeCo双金属协同的单原子催化剂的生物医学应用，高效催化的肿瘤治疗，在肿瘤的治疗应用方面具有很大的潜力和前景。

技术领域

本发明属于医药材料技术领域，涉及催化治疗肿瘤药物的制备，特别是指一种透明质酸修饰的FeCo双金属协同的单原子催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

根据2018年全球癌症统计，2018年新增有1810万例癌症病例和960万例癌症死亡病例。全球癌症的发病率和死亡率正在迅速增长。癌症，仍然是威胁人类健康的重大疾病。目前癌症的主要治疗手段仍然是手术治疗、化学药物治疗（化疗）及放射治疗（放疗）。手术治疗是一种局部治疗手段，主要针对界限清晰的早期肿瘤的局部切除，而对于晚期肿瘤的治疗效果有限。化疗和放疗是一种全身治疗方法，在杀伤肿瘤细胞的同时也会对正常组织的细胞产生危害，造成严重的毒副作用。2007年，研究学者首次证明了Fe₃O₄纳米颗粒的内在辣根过氧化物酶样活性，开启了纳米催化的时代。将纳米材料的与生物医学相结合，根据不同的情况将纳米催化治疗策略引入到癌症治疗中，在不影响正常组织的同时，促进肿瘤中有毒物质的特异性产生。纳米催化治疗为肿瘤的治疗提供了新的思路，因此在肿瘤中的应用非常广泛。虽然纳米材料不断发展以满足其在医学领域的应用。然而，纳米材料仍然存在的一定的缺陷。主要是由于纳米材料在原子组成和结构上的复杂性赋予了纳米粒子催化机制的多样性和复杂性。单原子催化剂在纳米医学方面表现出优异的性能。首先，模拟天然酶的单原子催化剂的高选择性是一个重要的优势。然而，纳米催化剂的原子组成和结构的复杂性导致了它们具有不同的催化机理。例如，Fe₃O₄、CeO₂、MnO₂、V₂O₅、MoS₂等过渡金属基纳米粒子具有类似的氧化酶活性，包括过氧化物酶、氧化还原酶活性和过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性。这降低了纳米催化剂在特定催化方向上的催化效率。因此，纳米催化剂具有多种类似酶的活性，导致纳米催化剂的选择性较差。与纳米催化剂不同，单原子催化剂的催化活性是单一的。例如，碳基SACs(例如M-N-C(M = Fe, Zn, Mn, Co等)具有与天然酶相似的MN_X位点，特别是在化学、几何和电子结构方面。据报道，单原子催化剂在有效的生物传感器、抗菌药物和氧化应激细胞保护方面成功模拟了辣根过氧化物酶、过氧化物酶、氧化还原酶活性和过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性。在纳米医学中，不同疾病病理区域的微环境是不同的，这影响了单原子催化剂的活性。例如，一些单原子催化剂可以表现出很强的类似氧化还原酶的活性，在高还原环境中有效地产生活性氧并杀死肿瘤细胞和细菌。同时，其他单原子催化剂在炎症组织的高氧化环境中表现出较强的还原酶样活性，有效清除ROS，减轻炎症反应。

第二，单原子催化剂具有不饱和的活性位点，导致原子水平上的快速催化作用。研究人员发现，表面不饱和配位原子往往是催化剂的活性位点，可以通过控制纳米催化剂的尺寸、形貌和晶体表面来调控催化剂表面原子的分布和结构，从而提高催化性能。尽管纳米催化剂的尺寸越来越小，但它们由众多的原子组成，并形成复杂的结构，这导致难以识别不饱和活性位点和构效关系。这大大降低了原子利用率，增加了生物毒性，并降低了催化效率。