[发明专利]原子精度的团簇酶和制备及其在神经系统疾病中的应用

说明书

本发明公开了一种原子精度的团簇酶和制备及其在神经系统疾病中的应用，团簇酶由以下方法制得：配制HAuClsubgt;4/subgt;水为溶液一；3‑巯基丙酸水溶液为溶液二；将溶液一加入到溶液二中搅拌，得到无色透明的混合液；向反应体系中继续加入NaOH水溶液和NaBHsubgt;4/subgt;溶液；在室温下密封避光反应，得到棕色溶液，停止反应，将反应液陈化，得到最终的团簇酶。本发明研究发现具有原子精度的团簇酶具有超高的抗氧化活性以及类酶选择性，用于小鼠神经系统疾病的早期干预，能显著促进伤口愈合、体重恢复以及有效提高后期的行为学特征。为神经系统疾病药物的研制和开发提供了重要参考和依据。

技术领域

本发明属于医药领域，涉及一种人工酶，具体涉及一种原子精度团簇酶和制备方法及其在神经系统疾病早期干预中的应用。

背景技术

神经系统疾病是指影响神经系统的一小类医学病症。该类别包括600多种不同的疾病，包括遗传疾病、感染、癌症、癫痫症、心血管疾病(如中风)、先天性和发育障碍(如脊柱裂)和退行性疾病(如多发性硬化症、阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症)。其症状可能涉及其他器官系统并导致运动功能障碍、感觉障碍、疼痛等。据全球疾病负担报告，神经系统疾病是全球致死及致残的主要原因之一。随着人口增长和老年化，致残性神经系统疾病的现患率将随着年龄的增长而逐渐增加，其所带来的疾病负担也随之增加。目前多种神经系统疾病仍缺乏有效性治疗措施，因此有效的疾病预防和新的治疗策略将是应对神经系统疾病的主要方向。

天然酶因高的催化活性和精准的专一性特点在生物催化、疾病的诊疗中具有广泛应用，但价格昂贵、制备困难及不稳定等缺点限制了其进一步使用。随着材料科学的不断发展，具备类似天然酶催化活性的人工酶因高稳定性、低成本成为了天然酶的更好替代品，并已经广泛应用于生物传感，免疫测定，癌症诊疗，神经保护及干细胞增殖等领域。纳米酶作为一种新型的有前途的人工酶，既具备生物酶特性，又具备纳米材料独特的物化性能。更重要的是，研究者们可以利用成熟的纳米技术对纳米酶进行改善和创新。但是目前开发的纳米酶普遍存在催化活性和选择性远不如天然酶的问题。近些年开发出的单原子纳米酶虽然克服了催化活性的问题，但是催化选择性依然较差。并且现有纳米酶的结构依然是不确定的，并不利于人们在原子水平上实现结构的精准调控。Au₂₅纳米团簇因其较高的稳定性、良好的生物相容性以及原子精确可控的特点，在医学成像、疾病治疗等领域被广泛应用。通过对国内外文献和专利的调研，目前尚未发现有关Au纳米团簇在人工酶方面的研究报道，特别是对原子精度Au纳米团簇进行结构调控以开发性能优异的人工酶的研究尚属空白，更缺乏将其应用于神经系统疾病方面的相关报道。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种原子精度的团簇酶和制备及其在神经系统疾病中的应用，解决现有技术中多种神经系统疾病仍缺乏有效性治疗措施的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种原子精度团簇酶，由以下方法制得：配制HAuCl₄水溶液为溶液一；3-巯基丙酸水溶液为溶液二；将溶液一加入到溶液二中搅拌，得到无色透明的混合液；向反应体系中继续加入NaOH水溶液和NaBH₄溶液；在室温下密封避光反应，得到棕色溶液，停止反应，将反应液陈化，得到最终的团簇酶。

所述原子精度团簇酶，为不同金属原子掺杂的团簇酶，制备时HAuCl₄中被包含了3-5％摩尔浓度的Cu(NO₃)₂或Cd(NO₃)₂。

所述原子精度团簇酶的制备方法，配制HAuCl₄水为溶液一；3-巯基丙酸水溶液为溶液二；将溶液一加入到溶液二中搅拌，得到无色透明的混合液；向反应体系中继续加入NaOH水溶液和NaBH₄溶液；在室温下密封避光反应，得到棕色溶液，停止反应，将反应液陈化，得到最终的团簇酶。

具体包括如下步骤：