一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用，属于抗肿瘤药物技术领域。本发明专利技术将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合，得到FePt纳米粒子及不饱和脂肪酸的混合溶液；本发明专利技术将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，预分散液中的不饱和脂肪酸将高锰酸钾还原为二氧化锰，由于FePt纳米粒子表面附着有不饱和脂肪酸，其羧基能够与二氧化锰结合，使二氧化锰在FePt纳米粒子表面生长，得到MnO2@FePt纳米材料。本发明专利技术将MnO2@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白、水进行搅拌混合，葡萄糖氧化酶和牛血清蛋白能够负载在二氧化锰表面。二氧化锰表面。二氧化锰表面。

【技术实现步骤摘要】
一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及抗肿瘤药物
，特别涉及一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]肿瘤已成为威胁人类健康的重大疾病之一，其发病率和死亡率仍在不断攀升。目前，肿瘤的常规治疗手段包括手术切除、化疗和放疗等，然而这些疗法往往存在副作用大、复发率高、治疗效率低等不足。
[0003]近几年来，基于生物体内的催化反应开发了许多新型肿瘤治疗方法，如化学动力学疗法和饥饿疗法等。其中，化学动力学疗法是利用无机金属纳米材料的芬顿反应或类芬顿反应将过氧化氢(H2O2)催化生成具有高氧化毒性的羟基自由基(
·
OH)，从而导致细胞凋亡。饥饿疗法通过切断肿瘤细胞的能量供给，使得细胞因“饥饿”而死亡。葡萄糖(glu)被认为是肿瘤细胞能量的主要来源，因此，降低细胞中葡萄糖的含量，能够有效的抑制肿瘤细胞的生长。葡萄糖氧化酶(GOx)作为一种常见的天然酶，其能够在生理环境下催化葡萄糖分解，因此提高肿瘤组织处GOx的含量，可以显著的催化葡萄糖分解，从而切断肿瘤细胞的能力供给，实现对肿瘤的饥饿治疗。
[0004]然而，上述催化反应在实际应用中有各自的局限性。由于细胞中H2O2含量有限，导致芬顿反应中催化产生的
·
OH量不足，使得化学动力学疗法在肿瘤治疗中受到一定的限制。另一方面，GOx的催化葡萄糖分解反应，需要消耗氧气，这与肿瘤组织自身的酸性、缺氧环境有明显的矛盾，极大的限制了这一催化疗法在肿瘤治疗中的应用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料及其制备方法和应用。本专利技术所得二氧化锰/铁铂复合纳米材料兼具过氧化氢酶活性、葡萄糖氧化酶活性和芬顿催化性能，能够用于肿瘤的化学动力学疗法和饥饿疗法的协同治疗。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合后去除极性有机溶剂，得到预分散液；
[0009](2)将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，得到MnO2@FePt纳米材料；
[0010](3)将所述MnO2@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白、水进行搅拌混合，得到具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料。
[0011]优选的，所述FePt纳米粒子的粒径为3～4nm。
[0012]优选的，所述不饱和脂肪酸为油酸、肉豆蔻油酸、棕榈油酸、芥酸、蓖麻油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸中的一种或几种。
[0013]优选的，所述步骤(1)中FePt纳米粒子的质量与不饱和脂肪酸的体积比为3～7mg：1～7mL。
[0014]优选的，所述高锰酸钾溶液的浓度为15～30mM；所述FePt纳米粒子的质量与高锰酸钾溶液的体积比为3～7mg：20～35mL。
[0015]优选的，所述步骤(2)中还原反应的温度为20～45℃，时间为8～12h。
[0016]优选的，所述步骤(3)中MnO2@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白的质量比为(4～8):(1～3):(2～5)。
[0017]本专利技术提供了上述制备方法制备得到的具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料，包括铁铂纳米粒子、生长于所述铁铂纳米粒子表面的二氧化锰以及负载在所述二氧化锰表面的葡萄糖氧化酶和牛血清蛋白。
[0018]优选的，所述具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料的粒径为100～200nm。
[0019]本专利技术提供了上述具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合后去除极性有机溶剂，得到预分散液；(2)将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，得到MnO2@FePt纳米材料；(3)将所述MnO2@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白(BSA)、水进行搅拌混合，得到具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料。本专利技术将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合，得到FePt纳米粒子和不饱和脂肪酸的混合溶液；本专利技术将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，预分散液中的不饱和脂肪酸将高锰酸钾还原为二氧化锰，由于FePt纳米粒子表面附着有不饱和脂肪酸，其羧基能够与二氧化锰结合，使二氧化锰在FePt纳米粒子表面生长，得到MnO2@FePt纳米材料。本专利技术将MnO2@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白、水进行搅拌混合，葡萄糖氧化酶和牛血清蛋白能够负载在二氧化锰表面。
[0021]在本专利技术中，一方面，葡萄糖氧化酶(GOx)能够催化细胞中的葡萄糖分解，使得细胞由于能量供给不足而死亡，MnO2具有较好的过氧化氢酶活性，在肿瘤组织的酸性环境下其能够催化H2O2分解产生O2，氧气含量的提升能够极大的促进GOx的催化性能，从而提高饥饿治疗效果；另一方面，GOx催化葡萄糖分解过程中产生的葡萄糖酸和H2O2能够与MnO2进一步反应，从而增加O2的供给。因此，MnO2能够与GOx形成一个循环反应，从而增强GOx的催化效果，提高饥饿治疗效果。
[0022]同时，FePt在肿瘤组织的酸性环境下分解产生Fe
2+
，其是一种有效的芬顿反应催化剂，能够催化细胞中的H2O2分解产生具有高氧化毒性的
·
OH，从而造成细胞凋亡。在葡萄糖分解过程中产生的H2O2能够有效的增加细胞中H2O2的含量，从而大大提高
·
OH的含量，继而增强化学动力学疗法的治疗效果。因此，本专利技术所得二氧化锰/铁铂复合纳米材料兼具过氧化氢酶活性、葡萄糖氧化酶活性和芬顿催化性能，能够用于肿瘤的化学动力学疗法和饥饿
疗法的协同治疗。
附图说明
[0023]图1为BGMFP的透射电镜照片；
[0024]图2为不同条件下H2O2的含量变化图；
[0025]图3为不同条件下O2的含量变化图；
[0026]图4为不同条件下溶液的荧光发射光谱；
[0027]图5为不同材料培养后4T1细胞的存活率；
[0028]图6为注射不同材料培养后小鼠肿瘤相对体积的变化。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0030](1)将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合后去除极性有机溶剂，得到预分散液；
[0031](2)将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，得到MnO2@FePt纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将FePt纳米粒子、不饱和脂肪酸和极性有机溶剂超声混合后去除极性有机溶剂，得到预分散液；(2)将所述预分散液与高锰酸钾溶液混合，进行还原反应，得到MnO2@FePt纳米材料；(3)将所述MnO2@FePt纳米材料与葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白、水进行搅拌混合，得到具有协同催化功能的二氧化锰/铁铂复合纳米材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述FePt纳米粒子的粒径为3～4nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不饱和脂肪酸为油酸、肉豆蔻油酸、棕榈油酸、芥酸、蓖麻油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中FePt纳米粒子的质量与不饱和脂肪酸的体积比为3～7mg：1～7mL。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高锰酸钾溶液的浓度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴志超，寇运凯，田露，胡尊富，孙运强，郑秀文，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：