一种烟草基碳纳米酶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种烟草基碳纳米酶的制备方法及应用，该方法是以烟草废弃物为原料，添加氨基酸，烟草废弃物与氨基酸添加质量比为3

【技术实现步骤摘要】
一种烟草基碳纳米酶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米酶，特别涉及一种烟草基碳纳米酶及制备方法。

技术介绍

[0002]纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶。纳米酶具有催化效率高、稳定、经济和规模化制备的特点，它在医学、化工、食品、农业和环境等领域得到广泛应用，现有报道的纳米酶大多数为金属氧化物(如氧化铁、氧化铜、氧化铈等)或贵金属(金、银、钯、铂等)类纳米材料，酶活性非常高，但合成过程较为复杂、产率低不利于大批量生产，且稳定性不足，在活体成像、细胞保护、疾病诊疗等生物医学应用时难以降解，可能释放金属离子而产生毒性，因此存在潜在的生物安全性问题，所以，发展毒性低、生物相容性好、酶活性高的新型纳米酶具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种烟草基碳纳米酶及其制备方法，其具有优异的超氧化物歧化酶活性和优良的生物相容性，可以克服现有技术的不足。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：烟草基碳纳米酶的制备方法，该方法是以烟草废弃物为原料，添加氨基酸，烟草废弃物与氨基酸添加质量比为3
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5:2，加入适量溶剂至料液比为5.5％，混均后的混合溶液，通过水热法，制备得烟草基碳纳米酶。
[0005]前述的烟草基碳纳米酶的制备方法是，所述的水热法是将混合溶液放置在马弗炉反应，温度180℃，8h，反应结束后，冷却至室温，离心30min，4000r/min，用0.22μm滤膜过滤，将上清液转入至透析袋中，透析至袋外溶液无荧光为止，将透析袋外溶液冷冻干燥，得到绿色固体粉末即为烟草基碳纳米酶。
[0006]前述的烟草基碳纳米酶的制备方法是，所述的水热法是将混合溶液进行微波反应，功率800w，温度200℃，反应1h，反应结束后，冷却至室温，离心30min，4000r/min，用0.22μm滤膜过滤，将上清液转入至透析袋中，透析至袋外溶液无荧光为止，将透析袋外溶液冷冻干燥，得到绿色固体粉末即为烟草基碳纳米酶。
[0007]前述的烟草基碳纳米酶的制备方法是，所述的0.22是，滤膜过滤孔径为0.22μm，有机系滤膜或0.22μm，水系滤膜。
[0008]前述的烟草基碳纳米酶的制备方法是，所述的溶剂为甲酰胺。
[0009]该碳纳米酶有优异的超氧化物歧化酶活性，酶活性高达2243U/mg。
[0010]该碳纳米酶烟具有良好的生物相容性，能应用于细胞中活性氧簇(ROS)的清除。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012]1.本专利技术提出一种碳结构为主体的烟草基纳米酶的制备方法，其与金属氧化酶和贵金属类纳米酶相比，以碳结构为主体的碳纳基纳米酶具有良好的生物相容性。在生化分析、疾病诊断与治疗等生物医学应用方面具有广阔的应用前景。
[0013]2.我国烟草年产量约为450万吨，优质烟叶作为原料运用制作卷烟，田间剩余的烟
花、烟根、烟杆以及不适于卷烟生产的等外级烟叶则作为废弃物处理，而现有对烟草废弃物综合利用的途径少、导致处理成本高、附加值低，既造成了资源浪费，也带来了环境污染。而本专利技术所用主要原材料为烟草废弃物，利用烟草废弃资源生产纳米酶，实现烟草废弃资源的高值化利用。
[0014]3.制备的有优异的超氧化物歧化酶活性，酶活性高达2243U/mg；且该碳纳米酶烟具有良好的生物相容性，能应用于细胞中活性氧簇(ROS)的清除。
[0015]为证明用烟草废弃物制备的烟草基纳米酶的特性，申请人进行了以下验证试验。
[0016]一、烟草基碳纳米酶的酶活力计算：
[0017]烟草基碳纳米酶的SOD酶活力是通过简单便捷快速的试剂盒方法进行，所用试剂盒为超氧化物歧化酶(SOD)检测试剂盒
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WST(日本，Dojindo)，检测机理是利用同仁化学研究所研发的高度水溶性四唑盐WST
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1能与超氧阴离子(O2
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)反应生成一种水溶性的染料。WST
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1被超氧阴离子还原的比率与黄嘌呤氧化酶的活性线性相关，并且会被SOD所抑制。因此SOD或者SOD类似物IC50(50％的抑制浓度)就能用比色法来测定。SOD酶活性根据公式计算即可。
[0018]烟草基碳纳米酶SOD活性的验证：
[0019]为了检测烟草基碳纳米酶清除超氧阴离子的能力，将1mM黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶在PBS缓冲液(pH 7.4)中，280W LED照射5min，添加25mM DMPO自由基捕获剂，孵育5min，检测电子自旋共振(EPR)信号，结果如图1所示，可以看到，由于烟草基碳纳米酶的加入，DMPO超氧阴离子谱峰强度随着烟草基碳纳米酶浓度的增加逐渐明显下降，这说明烟草基碳纳米酶具备类似SOD活性。
[0020](一)器材与试剂
[0021]1.实验仪器与用具
[0022]研钵、高速冷冻离心机、分光光度计、计时器、微量移液枪、离心管、光照箱(光照度为4000lx)、指形玻璃管、容量瓶(100ml、200ml、1000ml)
[0023]2.实验试剂
[0024]0.1mol/L磷酸钠缓冲液(pH7.8)：酶提取缓冲液∶称取77mg DTT、5g PVP，加入0.1mol/L磷酸缓冲液(pH7.8)，定容至100ml，摇匀，即得提取缓冲液(含5mmol/L DTT和5％PVP)，低温(4℃)贮藏备用。
[0025]50mmol/L磷酸缓冲液(pH7.8)：130mmol/L L
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蛋氨酸(MET)溶液∶称取1.94g L
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蛋氨酸，用50mmol/L磷酸缓冲液(pH7.8)溶解，定容至100ml，充分混合(现用现配)，低温避光保存，可使用2
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3d。
[0026]750光mol/L氮蓝四唑(NBT)溶液∶称取61.3mg NBT，用蒸馏水溶解，定容至100ml，充分混匀(现用现配)，低温避光保存，可使用2
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3d。
[0027]100光mol/LNa2
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EDTA溶液∶称取37.2mg Na2
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EDTA，用蒸馏水溶解，定容至100ml，使用时稀释100倍。低温避光保存，可使用8
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10d。
[0028]20dmol/L核黄素溶液∶称取75.3g核黄素，用蒸馏水溶解，定容至100ml，使用时稀释100倍。低温避光保存，即用黑纸将装用该液的棕色瓶包好，现用现配。
[0029]3.实验材料
[0030]经逆境处理的绿豆幼苗、芹菜或茶叶
[0031]【实验步骤】
[0032]1.酶液制备
[0033]取材，称取5g样烟草基碳纳米酶品，置于研钵中，加入5ml提取缓冲液，在冰浴条件下研磨成匀浆。将匀浆液全部转入到离心管中，于4℃、12000g离心30min，收集上清液，低温保存备用，测量提取液总体积。
[0034]2.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟草基碳纳米酶的制备方法，其特征在于：该方法是以烟草废弃物为原料，添加氨基酸，烟草废弃物与氨基酸添加质量比为3
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5:2，加入适量溶剂至料液比为5.5%，混均后的混合溶液，通过水热法，制备得烟草基碳纳米酶。2.根据权利要求1所述的烟草基碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述的水热法是将混合溶液放置在马弗炉反应，温度180 ℃，8 h，反应结束后，冷却至室温，离心30 min，4000 r/min，用0.22 μm.滤膜过滤，将上清液转入至分子截留量为3500的透析袋中，透析至袋外溶液无荧光为止，将透析袋外溶液冷冻干燥，得到绿色固体粉末即为烟草基碳纳米酶。3.根据权利要求1所述的烟草基碳纳米酶的制备方法，其特征在于：所述的水热法是将混合溶液进行微波反应，功率800 w，温度200℃，反应1 h，反应结束后，冷却至室温，离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧，苏贤坤，蔡立，刘翠，孙振春，余婧，刘文霖，
申请(专利权)人：贵州省烟草科学研究院，
类型：发明
国别省市：