一种具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法及应用，其制备过程为：采用模板法或无模板法制备具有特殊结构的纳米氧化铈；将吲哚菁绿的水或乙醇溶液加入到纳米氧化铈的水溶液中并搅拌混合均匀，再离心洗涤至上清无色；将产物与葡萄糖氧化酶的

【技术实现步骤摘要】
一种具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于构筑中空或实心球形氧化铈纳米酶平台及其抗肿瘤联合治疗应用
，具体涉及一种具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法及应用
。

技术介绍

[0002]恶性肿瘤通常俗称癌症，由于环境污染
、
人口老龄化和食品安全等因素导致全球癌症发病率和死亡率持续上升
。
据
2020
年全球癌症报告称，全球共有
19292789
例癌症病患者，
9958133
人死于癌症，因其高发病率和高死亡率严重威胁着人类的生命健康
。
目前，传统的癌症治疗方法包括手术
、
化疗和放疗等，其中手术治疗不能彻底切除肿瘤组织，放疗和化疗存在严重的副作用
、
疗效有限
、
多重耐药等局性
。
纳米技术的发展为解决上述问题提供了新的策略，功能化的纳米材料可增强传统治疗手段的杀伤效果，在生物医学应用中表现出若干突出优势，而纳米酶在疾病治疗方面具有广阔的应用前景
。
[0003]纳米酶既具有纳米结构特性，又具有
CAT
类过氧化氢酶活性
、POD
类过氧化物酶活性
、SOD
超氧化物歧化酶活性等类催化特性，使其具有结构稳定
、
效率高
、
活性可调
、
成本低
、
可大规模制备和循环利用等特性，并广泛应用于生物医学的各个领域
。
然而，与天然酶相比，纳米酶的研究还面临一定的科学挑战，纳米酶的催化活性与特异性不足，与天然酶相比还具有很大的差别，另外，在生物体系中，多酶体系一般要联合起来，称作级联反应，而如何将纳米酶联合起来或者组装起来去完成一个重大的生物过程是需要去探索与研究的
。
由于设计具有自加速级联反应的多功能纳米酶材料本身结构的复杂性和难控性，目前国内外对其报道的文献较少
。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供了一种绿色环保
、
反应条件温和
、
制备过程相对简单且价格较为低廉的具有级联特性的具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法，该方法通过简便的合成路线制备出比表面积大
、
活性位点丰富的氧化铈纳米酶纳米材料，并利用氧化铈纳米酶的特殊结构，构筑具有级联反应的多功能纳米酶平台，该纳米酶平台能够用于构筑集光热
、
光动力
、
化学动力学于一体的抗癌药物载体
。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤
S1
：采用模板法或无模板法制备具有特殊结构的纳米氧化铈；步骤
S2
，将吲哚菁绿（
ICG
）的水或乙醇溶液加入到步骤
S1
得到的纳米氧化铈的水溶液中并搅拌混合均匀，再离心洗涤至上清无色；步骤
S3
，将步骤
S2
得到的产物与葡萄糖氧化酶（
Gox
）的
PBS
或水溶液搅拌混合均匀并离心洗涤；步骤
S4
，将步骤
S3
得到的产物与生物靶向或生物相容性好的材料搅拌混合均匀并
离心洗涤得到具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台
。
[0006]进一步限定，步骤
S1
中所述具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的具体制备过程为：将
2g
硝酸铈加入到
25mL
水中搅拌至完全溶解，再加入
25mL
乙二醇溶液，然后置于高压反应釜中于
140℃
反应
12h
，经离心
、
洗涤
、
干燥
、
研磨得到实心球形氧化铈纳米颗粒；或者将
2g
硝酸铈加入到
25mL
水中搅拌至完全溶解，再加入
25mL
乙二醇溶液，然后置于高压反应釜中于
180℃
反应
5h
，经离心
、
洗涤
、
干燥
、
研磨得到中空氧化铈纳米颗粒；或者将
0.5g
二氧化硅纳米球和
1g
聚乙烯吡咯烷酮
PVP
超声分散于
50mL
去离子水中，在搅拌条件下，将溶液在油浴中加热至
95℃
，再依次加入
0.3mmol Ce(NO3)
·
6H2O
和
0.3mmol
六亚甲基四胺，并在搅拌条件下保持在
95℃
持续
2h
，然后通过离心收集产物并用水和乙醇洗涤三次，干燥，在氩气气氛下，将产物以
5℃/min
的升温速率加热升温至
600℃
并保持
2h
以获得
SiO2@CeO2纳米球，使用
2mol/L NaOH
水溶液蚀刻以去除二氧化硅模板，洗涤，并于
60℃
干燥得到中空氧化铈纳米颗粒
。
[0007]进一步限定，步骤
S4
中所述生物靶向或生物相容性好的材料为透明质酸或脂肪酸
。
[0008]本专利技术所述的具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台在构筑集光热
、
光动力
、
化学动力学于一体的抗癌药物载体中的应用
。
[0009]进一步限定，所述具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台能够产生
H2O2，弥补肿瘤微环境中
H2O2较少的局限性，在酸性条件下
Ce
3+
将
H2O2转化为毒性较强的
·
OH
，从而增强杀伤癌细胞的效果；另外
Ce
4+
能够触发
H2O2分解为
H2O
和
O2，从而缓解
TME
中的缺氧问题；同时该具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台将吲哚菁绿引入，在激光照射下，能够实现光热
、
光动力
、
化学动力于一体的联合治疗
。
[0010]本专利技术与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本专利技术制得的多功能纳米平台具有生物相容性好
、
低毒性
、
副反应少等优点，并且该纳米酶平台能产生
H2O2，弥补肿瘤微环境中
H2O2较少的局限性，在酸性条件下
Ce
3+
将
H2O2转化为毒性较强的
·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤
S1
：采用模板法或无模板法制备具有特殊结构的纳米氧化铈；步骤
S2
，将吲哚菁绿的水或乙醇溶液加入到步骤
S1
得到的纳米氧化铈的水溶液中并搅拌混合均匀，再离心洗涤至上清无色；步骤
S3
，将步骤
S2
得到的产物与葡萄糖氧化酶的
PBS
或水溶液搅拌混合均匀并离心洗涤；步骤
S4
，将步骤
S3
得到的产物与生物靶向或生物相容性好的材料搅拌混合均匀并离心洗涤得到具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台
。2.
根据权利要求1所述的具有级联反应的多功能氧化铈纳米酶平台的制备方法，其特征在于所述具有特殊结构的纳米氧化铈的具体制备过程为：将
2g
硝酸铈加入到
25mL
水中搅拌至完全溶解，再加入
25mL
乙二醇溶液，然后置于高压反应釜中于
140℃
反应
12h
，经离心
、
洗涤
、
干燥
、
研磨得到实心球形氧化铈纳米颗粒；或者将
2g
硝酸铈加入到
25mL
水中搅拌至完全溶解，再加入
25mL
乙二醇溶液，然后置于高压反应釜中于
180℃
反应
5h
，经离心
、
洗涤
、
干燥
、
研磨得到中空氧化铈纳米颗粒；或者将
0.5g
二氧化硅纳米球和
1g
聚乙烯吡咯烷酮
PVP
超声分散于
50mL
去离子水中，在搅拌条件下，将溶液在油浴中加热至
95℃
，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉明，孟丽丽，唐玲雪，丁丽娜，高卫华，常毅，马晓明，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：