[发明专利]一种二氧化锰纳米酶的制备方法及其应用

说明书

一种二氧化锰纳米酶的制备方法及其应用，属于功能材料技术领域，本发明为了解决通过传统方法制备出的二氧化锰纳米酶分散性和均一性较差的问题以及二氧化锰纳米酶本身的类氧化酶活性无法得到更好的应用的问题，本发明通过采用超声诱导吗啉乙磺酸还原KMnO₄方法合成的二氧化锰纳米酶，分散后未见明显颗粒状固体，材料分散性较好，符合纳米酶应用的基本要求，通过对所得的二氧化锰纳米片层与四甲基联苯胺反应显示该材料具有类氧化酶活性，并将其作为类氧化酶在细胞外氧化AR发出红色荧光，最后在Hela细胞内氧化AR发出红色荧光来达到生物成像的目的，未来该新型纳米材料可在生物成像的技术开发与相关修饰等领域发挥重要作用。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种二氧化锰纳米酶的制备方法及其应用。

背景技术

生物成像是了解生物组织结构，阐明生物体的各种生理功能的一个重要研究手段。通常，利用电子或光学显微镜可以直接获得生物细胞和组织微观结构的图像，并通过对所得的图像进行分析可以了解生物细胞内的各种生理过程。近年来，随着光学成像技术的发展，尤其是数字化的成像技术和计算机图像分析技术的引进，光学生物成像技术现在已经成为了细胞生物学研究中不可或缺的一种研究手段。另外，生物成像技术在临床医学诊断中的应用也越来越受到重视，发展一种无损的体内成像技术是这一技术在疾病的临床诊断中广泛应用的重要前提。近年来，凭借生物成像技术观察生物体生命现象和其内在过程并揭示差异变化的功能，越来越受到研究人员的重视。

纳米技术是20世纪80年代发展起来的一门多学科交叉、覆盖面极广的高新技术。当物质到达纳米尺寸后，其材料性能就会发生一些突变，出现一些特殊性能，如表面效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应、小尺寸效应等等。近年来，与生物相关的纳米材料技术发展极为迅速，成为国际生物技术领域的前沿和热点，并在医药卫生的领域有着广泛的应用和明确产业化前景。

纳米酶，也称为纳米模拟酶，是一种具有某种或某些酶催化特性的纳米材料。最近几十年来，具有催化活性的纳米材料被广泛开发并用来模拟天然酶。纳米模拟酶是一种最新型的酶模拟物，其不仅具有纳米材料的独特的性能，而且还具有一定的天然酶的催化活性。纳米酶与天然酶和常规人工酶相比，纳米酶在功能上可依赖于生物偶联的大比表面积和尺寸修饰，实现催化和对外部刺激的智能响应等其他功能，纳米酶还具有稳定性高、制备简单、易于保存运输、成本低廉、环境耐受性高等优点。目前，纳米酶已经在生物传感器、环境修复和医疗卫生等领域的发展中产生了许多实际应用。截至目前，大多数报道中的纳米酶都具有着类似过氧化物酶活性，这意味着它们往往需要H₂O₂来氧化其底物。另一方面，很少有纳米酶材料具有类似氧化酶的活性，由于类氧化酶具有更简单的反应条件(比如，不需要H₂O₂)，在实际应用中类氧化酶往往会更可取。此外，纳米氧化酶的另一个限制是底物的类型。已报道的CeO₂和其他纳米氧化酶主要用于显色底物，而荧光底物很少被发现，这限制了他们在生物分析领域的应用，比如生物成像。在已有的文献报道中纳米二氧化锰颗粒或者二氧化锰纳米棒可以催化很多氧化反应，常常被作为纳米氧化剂来使用。但是，目前很少有文献报道采用二氧化锰纳米材料的类氧化酶活性实现细胞外氧化Amplex Red(AR)产生荧光以及细胞内氧化AR生物成像。

因此，本专利提出一种新型无毒二氧化锰纳米酶的制备方法及利用其类氧化酶活性，实现细胞内氧化Amplex Red(AR)产生荧光以及细胞内氧化AR产生荧光图像，最终达到生物成像的目的。

发明内容

本发明为了解决通过传统方法制备出的二氧化锰纳米酶分散性和均一性较差的问题以及二氧化锰纳米酶本身的类氧化酶活性无法得到更好的应用的问题，进而提供一种二氧化锰纳米酶的制备方法及其应用；

一种二氧化锰纳米酶的制备方法，所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一：取13.5单位的吗啉乙磺酸和1单位的高锰酸钾在去离子水中溶解；