[发明专利]一种类过氧化物酶的石墨烯量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种类过氧化物酶的石墨烯量子点及其制备方法和应用，所述石墨烯量子点以红细胞膜作为前驱体，并通过水热法制备而成；本发明制备方法简单，具有低能耗、省时间、高催化效率的优点；本发明通过高温碳化破碎的红细胞膜制备具有类过氧化物酶活性的石墨烯量子点，可以应用到传感器、肿瘤治疗等方面。相对于其他发明，本发明以生物质为原料，仅一步碳化即可获得高过氧化物酶活性的石墨烯量子点，比现有的其他过氧化酶来说更具安全性，且相比其他的量子点酶活性更强，可以显著抑制肿瘤的生长。

技术领域

本发明涉及碳基材料合成技术领域，具体涉及一种类过氧化物酶的石墨烯量子点及其制备方法和应用。

背景技术

适当的活性氧(ROS，包括H₂O₂、O₂·^-和·OH)在细胞信号传导和生物有机体的体内平衡中充当顶信号。然而，过量的ROS水平会导致细胞损伤，进而导致包括炎症甚至肿瘤在内的不良反应。肿瘤微环境(TME)与正常组织的区别在于它与缺氧、高水平的H₂O₂和微酸性环境的关联。有趣的是，许多TME响应性治疗方法已被精心开发用于抗癌，包括光动力学治疗、声动力学治疗、化学动力学治疗(CDT)等。前两种治疗方式受到实体瘤缺氧环境的限制导致低治疗效率，而后者受到青睐，因为它不依赖于氧气浓度。目前，已开发出大量用于CDT的过氧化物酶(POD)模拟试剂，包括金属基纳米材料、普鲁士蓝纳米颗粒、碳纳米管和石墨烯等。然而，金属颗粒潜在的金属毒性和碳基颗粒难以代谢的问题引起了广泛关注。

石墨烯量子点(GQD)是石墨烯的一类0维衍生物，不仅继承了石墨烯优异的光学特性和结构特性，而且由于出色的电子传输特性和尺寸效应，在POD模拟活性方面领先于石墨烯。此外，量子尺寸效应使其更容易在体内被快速排除，避免了石墨烯对细胞的机械损伤。公开号为CN107603611A的中国专利申请文献公开了一种具有过氧化物酶催化活性荧光碳量子点及其制备方法，其采用动物血为原料碳化而成，得到的碳量子点具有过氧化物酶催化活性，并且原料驳杂不纯，得到的结果相对来说酶促性质较弱，然而，GQDs的POD模拟性能与天然酶相比仍有一定差距，且不具有抑制肿瘤的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种高过氧化酶活性的石墨烯量子点及其制备方法和应用。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：

一种类过氧化物酶的石墨烯量子点，其以红细胞膜作为前驱体，并通过水热法制备而成。

有益效果：具体以红细胞膜为前驱体进行水热反应，制备的石墨烯量子点具有类过氧化物酶活性，且原料单一，酶促性质较强，可以应用到传感器、肿瘤治疗等方面。

优选地，其直径为4nm。

本发明还提出一种所述的类过氧化物酶的石墨烯量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、将全血离心并用预冷的磷酸盐缓冲液洗涤以获得纯的红细胞；然后将红细胞溶血并离心获得红细胞膜；

S2、将S1获得的红细胞膜分散在去离子水中并超声处理获得分散体；将上述分散体置于水热反应装置中，在180-220℃下进行水热反应15-25h；反应结束后自然冷却至室温，超声处理并收集上清液，冷冻干燥上清液得到所述的类过氧化物酶的石墨烯量子点。

有益效果：本发明以生物质红细胞膜为原料，仅一步碳化即可获得高过氧化酶活性的石墨烯量子点，比现有的其他过氧化酶来说更具安全性，且相比其他的量子点酶活性更强，可以显著抑制肿瘤的生长；本发明制备方法简单，具有低能耗、省时间、高催化效率的优点。

优选地，在S1中，所述全血离心的转速为2500-3500rpm，时间为8-15分钟。

优选地，在S1中，所述磷酸盐缓冲液预冷的温度为4℃；S1的所有操作均在4℃下进行。