一种具有类尿酸酶活性的钴/二氧化锰量子点及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有类尿酸酶活性的钴/二氧化锰量子点及其制备方法，以高锰酸钾作为反应物金属前驱体，酪氨酸作为修饰剂稳定并诱导钴/二氧化锰量子点形成网络状结构。制得的钴/二氧化锰量子点具有类尿酸酶活性；制备方法简单易操作、一步合成、易于批量生产；反应条件温和，仅需常温常压，安全无污染对环境友好，设备投资少成本低，重现性良好；所用氨基酸安全性高、热稳定性好、具有很高的营养性和功能性；所得产物具有无毒、生物相容性好、纯化、储存简单、稳定性良好和催化活性高等特点，对人体高尿酸相关疾病(如痛风)的治疗具有重要的意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种具有类尿酸酶活性的钴/二氧化锰量子点及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米生物
，具体涉及一种具有类尿酸酶活性的钴/二氧化锰量子点及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着纳米材料的不断发展，某些纳米材料被发现具有与天然酶类似的催化活性。这些纳米材料克服了天然酶易失活、价格昂贵和制备复杂等缺点，因此被定义为“纳米酶”。纳米酶具有催化活性高、稳定性好、易于保存和成本低等特点，在食品安全、生物传感、疾病的诊断和治疗等领域有着很好的应用前景。目前人们已经开发出了众多种纳米酶，这些纳米酶可以用于多种疾病的治疗，包括阿尔茨海默症、炎症、肿瘤和帕金森综合症等疾病，而关于痛风疾病的研究则相对较少。痛风是由尿酸沉积引起的一种常见的炎症性关节炎，可导致严重的关节畸形和残疾。由于人体中缺乏尿酸酶，所以人体内的尿酸水平比大多数哺乳动物都高。因而开发一种有效和安全的痛风新疗法具有深远意义。正是因为这样一个目的，我们试图寻找一种合适的催化剂代替人体中尿酸酶来催化尿酸的氧化降解。
[0003]在金属氧化物纳米酶中，二氧化锰纳米酶具有类氧化物酶、类超氧化物歧化酶和类过氧化物酶等活性。纳米酶的催化性能一般与其组成、结构和尺寸等因素相关，而二氧化锰由于粒径可调，形貌多样以及晶型多变，故被广泛研究。通过向二氧化锰纳米酶中掺杂过渡金属，产生更多的氧空位，以此来增强二氧化锰电子特性作用来影响材料的物理化学性能，进而提高纳米酶的催化活性。通过调控钴/二氧化锰的结构及表面性质可以进一步发挥其在纳米医学中的潜在作用。量子点（QDs）作为一种优良的荧光纳米材料，由于具有较高的发光效率高和光学可调性，同时也具有激发范围宽和光学稳定性好等诸多优点而受到了广泛研究。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种具有类尿酸酶活性的钴/二氧化锰量子点制备方法。本专利技术以酪氨酸为修饰剂和稳定剂制得具有网络结构的钴/二氧化锰量子点纳米酶，该纳米酶具有高效的类尿酸酶活性。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种酪氨酸稳定的钴/二氧化锰量子点及其制备方法，以高锰酸钾作为金属前驱体，酪氨酸为还原剂和修饰剂稳定并诱导钴/二氧化锰量子点形成网络状结构。具体步骤如下：（1）调节酪氨酸水溶液的pH值为10～11；（2）缓慢滴加新鲜配置的氯化钴溶液到步骤 1）溶液中，搅拌一段时间后制得混合溶液；（3）缓慢滴加新鲜配制的高锰酸钾溶液到步骤 2）溶液中，在室温搅拌一段时间得到酪氨酸修饰的钴/二氧化锰量子点溶液。
[0006]较佳的，步骤（1）中，采用1 M的氢氧化钠溶液调节pH值为10～11。
[0007]较佳的，步骤（1）中，酪氨酸水溶液的浓度为 1~2.5 mg/mL。
[0008]较佳的，步骤（2）中，氯化钴在混合溶液中的浓度为 0.5～3.0 mM。
[0009]较佳的，步骤（2）中，在 1200～1500 r/min条件下搅拌 0.5~2 h制得混合溶液。
[0010]较佳的，步骤（3）中，高锰酸钾在酪氨酸修饰的钴/二氧化锰量子点溶液中的浓度为 0.5～1.5 mM。
[0011]较佳的，步骤（3）中，在 1200～1500 r/min条件下搅拌 0.5~2 h。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：（1）首次提出通过液相还原法，“自下而上”合成钴/二氧化锰量子点；（2）制备方法简单、易于操作和批量生产；（3）反应条件温和，安全无污染，设备投资少和重现性好；（4）所合成的钴/二氧化锰量子点纳米酶兼具催化和荧光特性，为高性能多功能纳米酶的合理设计提供更多信息。
附图说明
[0013]图1是实施例 1中所制备的钴/二氧化锰量子点的TEM图。
[0014]图2是实施例1中所制备的钴/二氧化锰量子点的HRTEM图。
[0015]图3是实施例1中所制备的钴/二氧化锰量子点催化尿酸氧化降解的时间依赖性紫外
‑
可见光谱图。
[0016]图4是实施例1中所制备的钴/二氧化锰量子点催化降解尿酸氧化降解百分比与时间之间的关系图。
[0017]图5是实施例2中所制备的钴/二氧化锰量子点催化尿酸氧化降解的紫外
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可见光谱图。
[0018]具体实施方式
[0019]本专利技术以高锰酸钾作为金属前驱体，酪氨酸为还原剂和保护剂，在碱性条件下室温一步液相合成钴/二氧化锰量子点。所合成的钴/二氧化锰量子点同时具有类尿酸酶催化活性、荧光性能和类儿茶酚氧化酶催化性能，为高性能多功能纳米酶的合理设计提供更多信息。本专利技术合成的钴/二氧化锰量子点具有尿酸氧化酶模拟酶催化降解尿酸，为痛风的治疗提供一种新的选择。
[0020]相比于已公开专利技术：一种具有类尿酸本科活性的铂纳米团簇及其制备方法（CN1203280A），本专利技术克服了贵金属价格昂贵，催化性能低，易被毒化等问题，所制备钴/二氧化锰量子点纳米酶具有价格低廉、荧光性能及优越的催化性能和稳定性及等特性。
[0021]实施例1制备酪氨酸修饰的钴/二氧化锰量子点第一步在25
ꢀ°
C，将 18.2mg酪氨酸粉末分散在 8.9 mL 超纯水中，并用1 M 的 氢氧化钠溶液调节pH，使溶液 pH 值为11，是酪氨酸完全溶解；第二步，将0.1 mL 新鲜配制的0.1 M的氯化钴水溶液缓慢滴加到调好pH的酪氨酸溶液中，1500 r/min持续搅拌反应0.5 h；第三步缓慢滴加 1 mL新鲜配制的 10 mM高锰酸钾溶液到第二步的溶液中，1500 r/min
持续搅拌反应0.5 h，制备得到酪氨酸修饰的钴/二氧化锰量子点，4
°
C储存备用。
[0022]所制备钴/二氧化锰量子点的TEM图、HRTEM图及其催化尿酸氧化降解的时间依赖性紫外
‑
可见光谱图如图1
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3所示。由图1可见，Co/Tyr
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MnO
2 QDs不是分散的颗粒，而是若干小颗粒组装形成网络状结构。图2中所示Co/Tyr
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MnO
2 QDs晶格间距为0.21和0.24 nm，分别对应γ
‑
MnO
2 (300) 晶面和 (131) 晶。图3中292 nm处的尿酸特征吸收峰随时间的延长而逐渐减弱直至消失，表明Co/Tyr
‑
MnO
2 QDs能够在人体环境 (pH 7.4, 37
ꢀ°
C) 条件下催化尿酸快速氧化。
[0023]实施例2制备酪氨酸修饰的钴/二氧化锰量子点第一步在25
ꢀ°
C，将 18.2mg酪氨酸粉末分散在 8.9 mL 超纯水中，并用1 M 的 氢氧化钠溶液调节pH，使溶液 pH 值为11，是酪氨酸完全溶解；第二步，将0.2 mL 新鲜配制的0.1 M的氯化钴水溶液缓慢滴加到调好pH的酪氨酸溶液中，1500 r/min持续搅拌反应1 h；第三步缓慢滴加 1 mL新鲜配制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴/二氧化锰量子点的制备方法，其特征在于，以高锰酸钾作为金属前驱体，酪氨酸为还原剂和修饰剂稳定并诱导钴/二氧化锰量子点形成网络状结构，具体步骤如下：（1）调节酪氨酸水溶液的pH值为10～11；（2）缓慢滴加新鲜配置的氯化钴溶液到步骤 （1）溶液中，搅拌一段时间后制得混合溶液；（3）缓慢滴加新鲜配制的高锰酸钾溶液到步骤（2）溶液中，在室温搅拌一段时间得到钴/二氧化锰量子点溶液。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，采用1 M的氢氧化钠溶液调节pH值为10～11。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，酪氨酸水溶液的浓度为 1~2.5 mg/mL。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，氯化钴在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘燕，李仁杰，邹雯婷，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：