[发明专利]一种具有类过氧化物酶活性碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备方法

说明书

一种具有类过氧化物酶活性碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备方法，它涉及一种碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备方法。本发明要解决现有碳点/多孔二氧化硅纳米酶制备工艺复杂，且碳点易与多孔二氧化硅分离的问题。制备方法：一、碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备；二、脱除模板剂十六烷基三甲基溴化铵。本发明用于具有类过氧化物酶活性碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备。

技术领域

本发明涉及一种碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备方法。

背景技术

纳米酶，具有高结构稳定性、可调节催化活性、功能多样性、可回收性和大规模制备可行性类酶活性纳米材料的特点，表现出类似天然酶的酶促反应动力学和催化机理。近年来已成为人工酶领域的研究热点，并有望在实际应用中成为天然酶的潜在替代品。此外，很多纳米酶具有过氧化物酶(POD)、氧化物酶(OXD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，可对生命活动中产生的活性氧(ROS)水平进行调解，在生物医学领域具有广阔的应用前景。

癌症被认为是威胁人类健康的主要疾病之一，设计和开发新的纳米技术是一种有效的治疗策略。近年来，能够在肿瘤细胞微环境内(弱酸性、高H₂O₂浓度)产生催化活性物质的“纳米酶”引起了人们的极大兴趣。研究表明，具有POD活性纳米酶可在酸性条件与过氧化氢作用产生高毒性的羟基自由基(·OH)，从而引起肿瘤细胞的凋亡甚至坏死。因此，可利用纳米酶这一特性用于肿瘤治疗。但是，目前报道的纳米酶大多为金属基纳米材料，具有潜在的生物毒性。此外，还存在制备方法复杂、成本高和不易操作等缺点。因此，如何采用简单易行策略来构建不含金属元素的纳米酶用于抗肿瘤治疗仍然是一个挑战。

碳点(CDs)作为一种新兴的小尺寸(10nm)零维碳材料，自从2004年问世以来受到人们的广泛关注。碳点表面丰富的基团(如羟基、羧基和氨基等)赋予其优异的亲水性并且易于表面修饰。此外，碳点还具有良好的生物相容性和无毒等优点，在生物医学领域具有广阔的应用前景。碳点表面的碳原子具有sp2杂化的类石墨烯结构和非零带隙，具有典型半导体的特性，在催化、传感和疾病治疗方面具有潜在的应用前景。最近，有文献报道碳点还具有良好的POD酶活性，并用抗菌和抗肿瘤的生物材料。但是，碳点由于其超小尺寸和超亲水性，造成产品分离困难。目前，分离碳点的方法主要有透析法和色谱分离法，存在耗时、成本高和产量低等问题，很难规模化得到产品。另外，碳点还存在容易团聚的问题，降低了其催化活性。

鉴于此，将碳点与其他纳米材料进行复合被认为是一种可有效解决上述问题的有效策略。多孔二氧化硅具有大的比表面积和有序的孔结构、表面丰富的硅羟基、良好的生物相容性和无毒等优点，是一种优良的生物材料。因此，如果将碳点负载到二氧化硅表面将得到一种具有酶活性的多孔二氧化硅纳米酶。目前，文献报道合成碳点/多孔二氧化硅的方法主要有两种。一是后合成法，即先合成多孔二氧化硅基质材料，然后碳点或碳点前躯体负载多孔二氧化硅孔道内，在通过吸附或水热处理得到碳点/多孔二氧化硅纳米酶；该法的缺点是容易造成碳点从多孔二氧化硅中流失，因为碳点主要依靠与二氧化硅表面间的硅羟基形成分子间氢键作用，二者的相互作用较弱。另一种方法是原位合成法，即在合成多孔二氧化硅过程中将预先制备的碳点引入到二氧化硅骨架中。该法需要多步合成，首先合成碳点，然后再通过溶胶-凝胶法将碳点引入到二氧化硅表面和骨架中。由于碳点不易分离，造成分离过程(如透析法、色谱柱分离法)耗时、成本高和不易规模化生产。

发明内容

本发明要解决现有碳点/多孔二氧化硅纳米酶制备工艺复杂，且碳点易与多孔二氧化硅分离的问题，进而提供一种具有类过氧化物酶活性碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备方法。

一种具有类过氧化物酶活性碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备方法，它是按以下步骤进行的：

一、碳点/多孔二氧化硅纳米酶的制备：