[发明专利]一种抗菌金属纳米酶OA-MnO2

说明书

本发明属于金属纳米材料技术领域，具体公开了一种抗菌金属纳米酶OA‑MnO₂的制备方法和应用。通过油酸(OA)纳米乳液模板法一锅合成二氧化锰(OA‑MnO₂)纳米酶。其具有良好的氧化物酶活性，能够产生活性氧(ROS),导致微生物细胞损伤，从而有效杀灭革兰氏阳性(金黄色葡萄球菌)和阴性(大肠杆菌)菌株，而且对金黄色葡萄球菌具有良好的生物膜预防和破坏能力。本发明制备的抗菌金属纳米酶OA‑MnO₂在生理条件下表现出较高的稳定性和生物相容性，在体内抗菌性能上优于万古霉素，是对抗细菌感染和促进伤口愈合的安全有效工具。

技术领域

本发明属于金属纳米材料技术领域，具体涉及一种抗菌金属纳米酶 OA-MnO₂的制备方法和应用。

背景技术

天然酶在温和的条件下具有较强的催化活性，存在于生物体生命活动的各个过程，如：三羧酸循环，糖酵解，脂质、蛋白质和氨基酸的合成与代谢等，大部分天然酶的主要成分是蛋白质，对反应环境要求严格，过酸过碱，过冷过热的环境下蛋白质均容易变性，酶的催化活性也因此丧失。由此产生了人工模拟酶，金属纳米酶便是其中一种。

纳米酶是一种能够催化生物底物的纳米材料，其反应动力学与天然酶相似。近年来，纳米酶杀灭细菌的应用越来越广泛。例如，V₂O₅纳米线和CeO₂基纳米棒具有类似卤过氧化物酶的活性，它们能够产生低卤酸来破坏微生物群体感应，最终抑制细菌生物膜。具有氧化酶活性的Co₄S₃/Co(OH)₂杂化纳米管可以产生超氧阴离子自由基来抑制多个细菌菌株的生长。此外，石墨烯量子点和MoS₂纳米粒子已被证明具有过氧化物酶活性，并被用于催化H₂O₂生成羟基自由基用于伤口消毒。这些研究在抑菌方面显示了良好的作用，对现代社会人类大健康事业的发展起到了积极的推动作用。

虽然纳米酶已经取得了巨大的进展，但是催化活性低，稳定性差等限制了纳米材料人工模拟酶的发展，稳定性差主要是因为纳米粒分布不均匀，容易聚集，催化活性低主要是对催化环境有一定的要求，例如：纳米金只有在碱性条件下，才表现出固有的类过氧化氢酶催化活性，而细菌感染部位微环境为弱酸性。此外制备稳定的纳米材料往往需要相对复杂的步骤，这些都限制了纳米酶在医学科学中的进一步应用。

发明内容

为了制备稳定的MnO₂纳米酶，本发明采用油酸纳米乳液模板法，合成了 OA-MnO₂抗菌金属纳米酶，本发明制备的抗菌金属纳米酶具有良好的氧化物酶活性，在抑菌、杀菌领域均有广泛的应用前景。

抗菌金属纳米酶OA-MnO₂的制备方法，步骤如下：

(1)将200μL油酸溶于7mL无水乙醇，快速注入60℃水浴加热的超纯水中剧烈搅拌，制得油酸纳米乳液；

油酸纳米乳液水合粒径188.2±42.6nm，电位0.131±2.27mV。

(2)将不同质量(10mg-70mg)高锰酸钾溶于水中，快速注入步骤(1) 剧烈搅拌的油酸乳液中，白色乳液由紫罗兰色变成酒红色，继续搅拌，直至溶液变成棕色，得到稳定的OA-MnO₂纳米粒。

合成的二氧化锰纳米粒子水合粒径128.3±38.25nm，电位-49.5±7.66mV。

上述方法制备的抗菌金属纳米酶OA-MnO₂具有氧化物酶活性，能够产生 ROS，其中ROS类型为羟基自由基(·OH)和单线态氧(¹O₂)。用作抗菌金属纳米酶，用于金黄色葡萄球菌体内体外杀菌，消除和破坏生物膜，以及促进皮肤伤口愈合。