System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种生物质多功能复合纳米酶材料及其制备方法与应用技术_技高网
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一种生物质多功能复合纳米酶材料及其制备方法与应用技术

技术编号:40488476 阅读:10 留言:0更新日期:2024-02-26 19:19
本发明专利技术公开了一种生物质多功能复合纳米酶材料及其制备方法与应用。该复合纳米酶材料以生物大分子香菇多糖的三螺旋构象和多羟基结构特点为基础,诱导其发生自组装形成树枝状纳米纤维管,同时利用硼氢化钠为还原剂,还原铂源金属源,在纳米管的羟基和亲疏水作用下实现铂纳米粒子的锚定。研究表明,所制备的复合纳米酶材料在过氧化氢存在下,具有优秀的化学动力学和光热性能,生物质香菇多糖的引入也提高了体系的生物相容性和安全性,使其具有更广泛的温度适应性和催化选择性,能够安全高效地抑制肿瘤的生长。本发明专利技术构建的生物质纳米酶系统,实现了酶催化动力学协同增强光热效应的肿瘤疗法,为癌症的临床协同高效治疗提供了一种新策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米技术和肿瘤协同治疗,特别涉及一种生物质复合纳米酶材料及其制备方法与应用。


技术介绍

1、酶是由多肽聚合物通过相互作用形成的具有三维结构和生物催化剂作用的生物大分子,参与细胞中几乎所有的代谢过程,其灵活的三维结构使其具有底物特异性和高效的催化效率。但天然酶成本高、稳定性差、不易储存,为突破这些天然酶的固有局限性,各种酶仿制品开始出现和发展。纳米酶因其兼具纳米材料特有的理化性质和催化活性,自2004年首次报道至今,已成为广受关注的下一代酶替代物。与天然酶或其他人工模拟酶相比,纳米酶具有催化活性高、成本低、稳定性及环境耐受性好、易于批量生产等优点,广泛应用于医药、化学化工、食品安全、农业和环境管理领域。肿瘤微环境中常存在偏酸性、过氧化氢(h2o2)过量、乏氧等特点,这种环境不仅关系着肿瘤生长的增殖与侵袭等行为,而且会影响或限制化疗、放疗等传统方式的治疗效果。最常见的纳米酶为类过氧化物酶(pod),可以催化内源性h2o2产生高毒性的羟基自由基(·oh),进而诱导肿瘤细胞死亡。目前纳米酶常以金属为催化活性位点,生物相容性差,在生物体内难以降解,阻碍了纳米酶的进一步临床应用。

2、考虑到肿瘤环境的复杂性,目前的肿瘤治疗策略正逐渐从单一疗法向联合疗法转变,其中光热疗法作为一种新兴的肿瘤治疗策略,通过光热试剂将光能高效地转化为热能来提高局部部位的温度,可以实现肿瘤的非侵入性选择性治疗。金属颗粒的等离子体效应使其具有优越的光热转化性能,可用于光热疗法。此外,光热治疗带来的温度升高可以进一步促进纳米酶的催化活性,实现二者的协同增强,从而达到肿瘤治疗效果。然而,目前常用的光热试剂主要是贵金属纳米材料、有机染料、半导体纳米材料或金属有机框架材料等,合成过程较复杂、稳定性和生物相容性较差,一定程度上限制了其生物应用。

3、因此,有必要开发一种兼具催化活性和光热性能,并且生物相容性高的多功能复合纳米材料,对于实现有效的肿瘤治疗来说至关重要。


技术实现思路

1、本专利技术目的是提供一种生物质多功能复合纳米酶材料及其制备方法与应用,以天然香菇多糖(lentinan,lnt)为配体、保护剂和稳定剂,通过一步化学还原法,制备香菇多糖-铂复合纳米酶(pt@lnt)。该金属粒子纳米酶稳定的纳米尺度赋予其优良的催化特性,以及优秀的光热性能,可以实现光热治疗同步增强化学动力学反应,生物相容性高,可达到肿瘤治疗效果。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:

3、在本专利技术的第一方面,提供了一种生物质多功能复合纳米酶材料,所述生物质多功能复合纳米酶材料为负载铂纳米粒子的天然三螺旋香菇多糖。

4、所述生物质多功能复合纳米酶材料为负载铂纳米粒子的天然三螺旋香菇多糖由三螺旋香菇多糖在一定浓度下自组装形成树枝状纳米纤维管,同时锚定铂纳米粒子构建而成。

5、在本专利技术的第二方面,提供了所述的生物质多功能复合纳米酶的制备方法,所述方法包括:

6、将香菇多糖溶解于超纯水中,自组装形成树枝状纳米纤维溶液;

7、将铂源加入到所述树枝状纳米纤维溶液中,加入还原剂搅拌混合,于低温条件下进行反应,透析后即得多功能复合纳米酶材料。

8、进一步地,所述铂源包括氯铂酸、氯铂酸钠和氯铂酸钾中的至少一种。

9、进一步地,所述香菇多糖的分子量为50~200kda,所述香菇多糖的终浓度为1~10mg/ml。

10、进一步地,所述铂源的终浓度为0.02~10mm。

11、进一步地,所述还原剂为nabh4或抗坏血酸,所述还原剂和所述铂源的摩尔比为1:1~1:4。

12、进一步地,所述还原剂配制成溶液后逐滴加入,所述的反应条件为冰水浴低温环境下搅拌80~200min。

13、进一步地,所述透析的时间为48~72h,所述透析袋截留分子量为8000~14000da。

14、在本专利技术的第三方面,提供了所述的生物质多功能复合纳米酶材料在制备用于光热及化学动力学联合治疗肿瘤的材料中的应用。

15、本专利技术实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

16、本专利技术提供的一种生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,以天然生物大分子为基质的纳米复合体系进行金属纳米酶的构建,并通过光热效应协同化学动力学催化,从而有效抑制肿瘤生长。本专利技术使用了金属ptnps作为催化效应来源,进一步将天然碳水聚合物大分子——香菇多糖lnt引入纳米复合体系作为稳定剂、分散剂和保护剂,避免ptnps发生聚集从而丧失催化活性。lnt作为高分子聚合物含有丰富的羟基基团赋予其自组装特性,能通过相互作用将铂纳米粒子锚定在多糖基质上,从而提高ptnps的稳定性和分散性。进一步的,lnt具有天然的生物相容性以及酸性条件下的构象稳定,可以在促进纳米酶及光热效应发挥作用的同时提高体系的生物安全性,这为在肿瘤微环境特异性的酶催化动力学反应提供了条件和基础。

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【技术保护点】

1.一种生物质多功能复合纳米酶材料,其特征在于,所述生物质多功能复合纳米酶材料为负载铂纳米粒子的天然三螺旋香菇多糖。

2.一种权利要求1所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述铂源包括氯铂酸、氯铂酸钠和氯铂酸钾中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述香菇多糖的分子量为50~200kDa,所述香菇多糖的终浓度为1~10mg/mL。

5.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述铂源的终浓度为0.02~10mM。

6.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述还原剂为NaBH4或抗坏血酸,所述还原剂和所述铂源的摩尔比为1:1~1:4。

7.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述还原剂配制成溶液后逐滴加入,所述低温条件为冰水混合物共浴,所述反应时间为80~200min。

8.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述透析的环境为超纯水,所述透析的时间为48~72h。

9.权利要求1所述的生物质多功能复合纳米酶材料在制备用于光热及化学动力学联合治疗肿瘤的材料中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种生物质多功能复合纳米酶材料,其特征在于,所述生物质多功能复合纳米酶材料为负载铂纳米粒子的天然三螺旋香菇多糖。

2.一种权利要求1所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述铂源包括氯铂酸、氯铂酸钠和氯铂酸钾中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述香菇多糖的分子量为50~200kda,所述香菇多糖的终浓度为1~10mg/ml。

5.根据权利要求2所述的生物质多功能复合纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述铂源的...

【专利技术属性】
技术研发人员:许小娟吕丰芝
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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