纳米酶材料及其制备方法

技术领域

本公开涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种纳米酶材料、以及该纳米酶材料的制备方法。

背景技术

天然酶因其特殊的特性，如高底物特异性和温和条件下的高催化效率，已被广泛研究和应用。然而，酸度、温度和抑制剂等环境因素很容易影响其催化活性。此外，制备、纯化和储存均需要严苛的条件，这些限制了它们的广泛应用。与天然酶相比，纳米酶的出现，成为了天然酶最佳替代物，纳米酶能够在苛刻的反应条件下具有很高的稳定性，它们还具有成本低廉、制备可控、灵活的结构设计和组成以及可定制的催化活性等优点。因此，合成具有优异催化性能的纳米酶具有广阔的前景。近年来，由过渡金属元素制备的纳米酶引起了研究人员广泛的兴趣。

发明内容

本公开的目的在于提供一种纳米酶材料、以及该纳米酶材料的制备方法。

作为本公开的第一个方面，提供一种纳米酶材料的制备方法，所述制备方法包括：

提供包括Fe

向所述第一混合物中添加PEI溶液，并在第一条件下反应第一预定时间，得到第二混合物；

向所述第二混合物中添加银盐溶液，获得第三混合物；

将所述第三混合物置于第二条件下反应第二预定时间，以获得纳米酶材料。

可选地，所述亲水性还原剂选自氨基酸、多肽、甘油、脂肪胺、葡萄糖中的至少一者。

可选地，所述亲水性还原剂为葡萄糖，在所述第一混合物中，Fe

可选地，所述第一条件包括水浴加热至100℃。

可选地，所述第一预定时间为20分钟至40分钟。

可选地，所述PEI溶液的浓度为0.1g/mL至0.2g/mL。

可选地，所述第一混合物还包括水，所述第一混合物与所述PEI溶液的体积比为(3～5)： 1。

可选地，所述银盐溶液包括乙酸银溶液和/或硝酸银溶液。

可选地，所述第二条件包括水浴加热至100℃，以及对所述第三混合物进行磁力搅拌。

可选地，所述第二预定时间为1.5小时至3小时。

可选地，所述银盐溶液的浓度为0.05g/mL至0.1g/mL。

作为本公开的第二个方面，提供一种纳米酶材料，所述纳米酶材料包括多个磁性纳米颗粒，其中，所述纳米酶材料由本公开第一个方面所提供的制备方法制得，所述磁性纳米颗粒包括纳米核、有机修饰层、修饰颗粒，所述有机修饰层包覆所述纳米核，所述修饰颗粒形成在所述有机修饰层外部，所述纳米核包括Fe

本公开所提供的Fe

除此之外，本公开所提供的Fe

在本公开所提供的制备方法中，并非直接将Fe

附图说明

图1是本公开所提供的纳米酶材料的制备方法的一种实施方式的流程图；

图2是本公开所提供的纳米酶材料中磁性纳米颗粒的结构示意图；

图3是通过本公开所提供的制备方法制备纳米酶材料中的磁性纳米颗粒的过程示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开提供的纳米酶材料、以及该纳米酶材料的制备方法进行详细描述。

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。

在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和 /或其群组。

除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。

作为本公开的一个方面，提供一种纳米酶材料的制备方法，其中，如图1和图3所示，所述制备方法包括：

在步骤S110中，提供包括Fe

在步骤S120中，向所述第一混合物中添加PEI溶液，并在第一条件下反应第一预定时间，得到第二混合物；

在步骤S130中，向所述第二混合物中添加银盐溶液，获得第三混合物；

在步骤S140中，将所述第三混合物置于第二条件下反应第二预定时间，以获得纳米酶材料。

本公开所获得的纳米酶材料可以用Fe

本公开所提供的Fe

如下述反应式中所示，利用Fe

除此之外，本公开所提供的Fe

在本公开所提供的制备方法中，并非直接将Fe

需要指出的是，亲水性还原剂可以对Fe

在本公开中，对亲水性还原剂的具体成分不做特殊的限定。可选地，所述亲水性还原剂选自氨基酸、多肽、甘油、脂肪胺、葡萄糖中的至少一者。

作为一种可选实施方式，所述亲水性还原剂可以是葡萄糖，在本公开中，对第一混合物中Fe

为了便于反应的进行，第一混合物中还可以包括水。尤其是当亲水性还原剂为葡萄糖时，第一混合物为水。也就是说，利用葡萄糖作为亲水性还原剂可以进一步降低所述制备方法的成本。

当亲水性还原剂为氨基酸、多肽中的至少一者时，第一混合物还可以包括碱性溶剂。

当亲水性还原剂为甘油、脂肪胺中的至少一者时，第一混合物还可以包括有机溶剂。

在本公开中，对第一条件也没有特殊的限定。可选地，所述第一条件包括水浴加热至100℃。在100℃的温度下，PEI可以包覆在Fe

在本公开中，对第一预定时间不做特殊的限定，作为一种可选实施方式，所述第一预定时间为20分钟至40分钟。

在本公开中，PEI溶液可以为PEI水溶液，可选地，所述PEI水溶液的浓度可以为0.1g/mL 至0.2g/mL。

如上文中所述，第一混合物中也可以包括水，作为一种可选实施方式，包括水的所述第一混合物与所述PEI溶液的体积比为(3～5)：1。

在本公开中，对银盐溶液的具体类型不做特殊的限定，只要能够提供Ag

在本公开中，对第二条件也不做特殊的限定。第二条件包括水浴加热至100℃，以及对所述第三混合物进行磁力搅拌。经过步骤S120后，Fe

作为一种可选实施方式，所述第二预定时间为1.5小时至3小时。与在高压高温反应釜中进行反应将Fe

可选地，所述银盐溶液的浓度为0.05g/mL至0.1g/mL。在本公开中，添加的银盐溶液中的银离子是过量的，从而可以确保包覆有PEI的Fe

在本公开中，对如何获得粉末状的纳米酶材料没有特殊的限定。作为一种可选实施方式，所述制备方法还可以包括：

将步骤S140中获得的反应混合物冷却至室温，并取出黑色沉淀物；

利用去离子水对黑色沉淀物进行冲洗；

将冲洗完毕的黑色沉淀物在37℃的真空烘箱中干燥过夜。

烘干后获得的黑色粉末即为所述纳米酶材料。

在本公开中，对如何获得Fe

获得FeCl

将入去离子水，并超声处理，获得第四混合物；

在水浴中加热所述第四混合物，当水加热至30℃时，向所述第四混合物中添加氢氧化铵溶液，获得第五混合物；

当水的温度达到40℃时，向第五四混合物中添加柠檬酸钠溶液，获得第六混合物；

将水加热至80℃，对所述第六混合物进行连续搅拌，并反应30分钟，得到黑色沉淀物。

上述黑色沉淀物即为Fe

作为本公开的第二个方面，提供一种纳米酶材料，所述纳米酶材料包括多个磁性纳米颗粒，其中，所述纳米酶材料由本公开第一个方面所提供的制备方法制得，所述磁性纳米颗粒包括纳米核、有机修饰层、修饰颗粒，所述有机修饰层包覆所述纳米核，所述修饰颗粒形成在所述有机修饰层外部，所述纳米核包括Fe

如上文中所述，本公开所提供的Fe

除此之外，本公开所提供的Fe

实施例

首先，通过化学共沉淀法制备Fe

将FeCl

在混合液中加入100mL去离子水，超声处理20分钟，得到第四混合物；

在水浴中加热第四混合物并进行磁力搅拌，当水加热到30℃时，向第四混合物中添加氢氧化铵溶液(NH

当水的温度达到40℃时，向第五混合物中添加柠檬酸钠溶液(C6H5Na3O7·2H2O，1mol)，得到第六混合物；

将水的温度提高到80℃，并使第六混合物在连续搅拌下反应30分钟；

随后将反应混合物冷却至室温，获得的黑色沉淀物用去离子水彻底冲洗数次；

在每个冲洗步骤后，使用永久磁铁将沉淀物从上清液中分离出来。最后，将黑色沉淀物在60℃的真空烘箱中干燥过夜，得到包括Fe

(2)Fe

将Fe

将第一混合物水浴加热并搅拌，随后将反应温度升高至100℃，向第一混合物中添加10 mL PEI水溶液(0.1g/mL)，得到第二混合物；

30分钟后，向第二混合物中添加10mL乙酸银溶液(0.0848g/mL)得到第三混合物；

使第三混合物反应温度在100℃下保持2h，缓慢磁力搅拌。

之后，停止加热并继续搅拌，直到冷却至室温。用磁铁收集产物，并用去离子水冲洗数次。最后，将黑色沉淀物在37℃的真空烘箱中干燥过夜以获得Fe

一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。