[发明专利]一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用，属于抗肿瘤药物技术领域。本发明将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合，得到FePt纳米粒子及不饱和脂肪酸的混合溶液；本发明将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，预分散液中的不饱和脂肪酸将高锰酸钾还原为二氧化锰，由于FePt纳米粒子表面附着有不饱和脂肪酸，其羧基能够与二氧化锰结合，使二氧化锰在FePt纳米粒子表面生长，得到MnO₂@FePt纳米材料。本发明将MnO₂@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白、水进行搅拌混合，葡萄糖氧化酶和牛血清蛋白能够负载在二氧化锰表面。

技术领域

本发明涉及抗肿瘤药物技术领域，特别涉及一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

肿瘤已成为威胁人类健康的重大疾病之一，其发病率和死亡率仍在不断攀升。目前，肿瘤的常规治疗手段包括手术切除、化疗和放疗等，然而这些疗法往往存在副作用大、复发率高、治疗效率低等不足。

近几年来，基于生物体内的催化反应开发了许多新型肿瘤治疗方法，如化学动力学疗法和饥饿疗法等。其中，化学动力学疗法是利用无机金属纳米材料的芬顿反应或类芬顿反应将过氧化氢(H₂O₂)催化生成具有高氧化毒性的羟基自由基(·OH)，从而导致细胞凋亡。饥饿疗法通过切断肿瘤细胞的能量供给，使得细胞因“饥饿”而死亡。葡萄糖(glu)被认为是肿瘤细胞能量的主要来源，因此，降低细胞中葡萄糖的含量，能够有效的抑制肿瘤细胞的生长。葡萄糖氧化酶(GOx)作为一种常见的天然酶，其能够在生理环境下催化葡萄糖分解，因此提高肿瘤组织处GOx的含量，可以显著的催化葡萄糖分解，从而切断肿瘤细胞的能力供给，实现对肿瘤的饥饿治疗。

然而，上述催化反应在实际应用中有各自的局限性。由于细胞中H₂O₂含量有限，导致芬顿反应中催化产生的·OH量不足，使得化学动力学疗法在肿瘤治疗中受到一定的限制。另一方面，GOx的催化葡萄糖分解反应，需要消耗氧气，这与肿瘤组织自身的酸性、缺氧环境有明显的矛盾，极大的限制了这一催化疗法在肿瘤治疗中的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用。本发明所得二氧化锰/铁铂复合纳米材料兼具过氧化氢酶活性、葡萄糖氧化酶活性和芬顿催化性能，能够用于肿瘤的化学动力学疗法和饥饿疗法的协同治疗。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合后去除极性有机溶剂，得到预分散液；

(2)将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，得到MnO₂@FePt纳米材料；

(3)将所述MnO₂@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白、水进行搅拌混合，得到具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料。

优选的，所述FePt纳米粒子的粒径为3～4nm。

优选的，所述不饱和脂肪酸为油酸、肉豆蔻油酸、棕榈油酸、芥酸、蓖麻油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸中的一种或几种。

优选的，所述步骤(1)中FePt纳米粒子的质量与不饱和脂肪酸的体积比为3～7mg：1～7mL。

优选的，所述高锰酸钾溶液的浓度为15～30mM；所述FePt纳米粒子的质量与高锰酸钾溶液的体积比为3～7mg：20～35mL。

优选的，所述步骤(2)中还原反应的温度为20～45℃，时间为8～12h。