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FeZn-N-C单原子纳米酶及复合纳米酶的制备方法技术

技术编号:40981224 阅读:4 留言:0更新日期:2024-04-18 21:27
本发明专利技术公开了一种FeZn‑N‑C单原子纳米酶的制备方法及由此衍生的复合酶的制备方法,该方法在制备金属有机框架(ZIF‑8)的过程中原位负载金属Fe,经高温煅烧后构建了一种具有过氧化物酶(POD)活性的FeZn‑N‑C单原子纳米酶,再通过物理吸附的方式将GOx负载到FeZn‑N‑C SAN表面,合成了一种自供给H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;的GOx@FeZn‑N‑C复合纳米酶用于治疗糖尿病创面伤口,负载的GOx可以氧化伤口处的葡萄糖生成葡萄糖酸和H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;,生成的H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;在低pH条件下可被FeZn‑N‑C SAN高效的催化分解产生羟基自由基(·OH),从而杀死细菌促进伤口愈合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单原子纳米材料抗菌,具体涉及fezn-n-c单原子纳米酶及复合纳米酶的制备方法。


技术介绍

1、随着糖尿病发病率的增加,其并发症糖尿病创面溃疡已成为临床上慢性难治性伤口的主要类型。糖尿病创面愈合过程缓慢,其关键原因在于创面微环境差,具体表现是血糖高、缺氧,并伴有高水平的活性氧(ros)产生。目前,单原子纳米酶(san)作为一种新型高性能纳米酶在伤口抗菌治疗方面受到越来越多的关注,sans具有多种类酶催化活性。通过将葡萄糖酶负载到单原子纳米酶上,应用于糖尿病创面处可有效降低伤口葡萄糖含量,同时单原子纳米酶催化h2o2分解产生羟基自由基(·oh),从而杀死细菌促进伤口愈合。

2、目前,单原子纳米酶在糖尿病创面治疗上应用较少,主要有以下原因:1.单原子纳米酶制备难度大,金属易聚集成纳米颗粒;2.制备原料多选用贵金属,原料成本高;3.催化活性低,目前公开的单原子纳米酶过氧化物酶活性为10~90umg-1。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供fezn-n-c单原子纳米酶的制备方法,该方法可成功制备单原子纳米酶,制备方法简单易操作,原料成本低,制备获得的纳米酶催化h2o2分解产生羟基自由基的活性高。具体采取如下技术方案:

2、fezn-n-c单原子纳米酶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3、步骤一:将硝酸锌和硝酸铁溶于甲醇形成溶液a,所述硝酸锌和硝酸铁的摩尔比为20~30:1,所述硝酸锌的质量与甲醇的体积比为1g:40~50ml;

4、步骤二:将2-甲基咪唑溶于甲醇形成溶液b,所述2-甲基咪唑的质量与甲醇的体积比为0.04~0.06g:1ml;

5、步骤三:将所述溶液a与所述溶液b等体积混合,搅拌并分离沉淀物;

6、步骤四:将所述沉淀物在惰性气体保护下800~920℃煅烧1~3h,得到煅烧物;

7、步骤五:将所述煅烧物进行酸洗,再处理至中性并烘干,得到fezn-n-c单原子纳米酶。

8、优选的,所述步骤一中,所述硝酸锌和硝酸铁的摩尔比为27:1,所述硝酸锌的质量与甲醇的体积比为1g:48ml;

9、所述步骤二中,所述2-甲基咪唑的质量与甲醇的体积比为0.046g:1ml;

10、所述步骤四中,将所述沉淀物在惰性气体保护下900℃煅烧2h。

11、优选的,所述步骤一中溶液a及所述步骤二中溶液b,用超声波破碎仪超声1min,并搅拌15min,使其完全溶解。

12、优选的,所述步骤三中,采用磁力搅拌器搅拌24h。

13、优选的,所述步骤三中,分离沉淀物过程包括:离心、分离、甲醇洗涤、固体烘干。

14、本专利技术的另一个目的在于提供gox@fezn-n-c复合纳米酶的制备方法,该方法可以将葡萄糖氧化酶负载在fezn-n-c单原子纳米酶结构中从而得到gox@fezn-n-c复合纳米酶,该复合纳米酶催化葡萄糖转化为葡萄糖酸和h2o2,并进一步催化双氧水产生活性羟基自由基从而进行杀菌。具体采取如下技术方案:

15、gox@fezn-n-c复合纳米酶的制备方法,包括以下步骤:

16、步骤一

17、将所述fezn-n-c单原子纳米酶溶于纯水中形成溶液c,所述fezn-n-c单原子纳米酶的质量与纯水的体积比为1g:200ml;

18、步骤二

19、将葡萄糖氧化酶(gox)溶于纯水中形成溶液d,所述gox的质量与纯水的体积比为1g:100ml;

20、步骤三

21、将所述溶液c与所述溶液d按照体积比4:1混合,封口搅拌24h后分离沉淀物,得到gox@fezn-n-c复合纳米酶。

22、优选的,所述步骤一中溶液c及所述步骤二中溶液d,用超声波破碎仪超声1min,并搅拌15min,使其完全溶解。

23、优选的,所述步骤三中,分离沉淀物过程包括离心、分离、纯水洗涤、固体烘干。

24、本专利技术的有益技术效果:

25、1.本专利技术采用原位掺杂策略,硝酸锌和2-甲基咪唑可以生成zif-8金属框架化合物,并且在zif-8生长过程中引入金属fe,并经程序碳化过程合成了fezn-n-c单原子纳米酶,相较于现有技术具有制备方法简便的优势。

26、2.本专利技术利用fe和zn两种金属合成单原子纳米酶,fe和zn两种金属在催化过氧化氢上具有协同作用,过氧化物酶活性高达189u mg-1,而现有技术制备的单原子纳米酶活性约为10~90u mg-1。

27、3.本专利技术选用非贵金属fe、zn合成单原子纳米酶,相较于现有技术中常用的单原子纳米酶合成原料au、ag、pt、pd,具有成本低、原料易获得的优势。

28、4.糖尿病创面愈合试验中,现有技术制备的单原子复合纳米酶治疗过程约为14天,而应用本专利技术制备的gox@fezn-n-c复合纳米酶治疗10天即可痊愈,可显著缩短治疗时间。

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【技术保护点】

1.FeZn-N-C单原子纳米酶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的FeZn-N-C单原子纳米酶的制备方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的FeZn-N-C单原子纳米酶的制备方法,其特征在于:所述步骤一中溶液A及所述步骤二中溶液B,用超声波破碎仪超声1min,并搅拌15min,使其完全溶解。

4.根据权利要求1所述的FeZn-N-C单原子纳米酶的制备方法,其特征在于:所述步骤三中,采用磁力搅拌器搅拌24h。

5.根据权利要求1所述的FeZn-N-C单原子纳米酶的制备方法,其特征在于:所述步骤三中,分离沉淀物过程包括:离心、分离、甲醇洗涤、固体烘干。

6.GOx@FeZn-N-C复合纳米酶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的GOx@FeZn-N-C复合纳米酶的制备方法,其特征在于:所述步骤一中溶液C及所述步骤二中溶液D,用超声波破碎仪超声1min,并搅拌15min,使其完全溶解。

8.根据权利要求6所述的GOx@FeZn-N-C复合纳米酶的制备方法,其特征在于:所述步骤三中,分离沉淀物过程包括离心、分离、纯水洗涤、固体烘干。

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【技术特征摘要】

1.fezn-n-c单原子纳米酶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的fezn-n-c单原子纳米酶的制备方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的fezn-n-c单原子纳米酶的制备方法,其特征在于:所述步骤一中溶液a及所述步骤二中溶液b,用超声波破碎仪超声1min,并搅拌15min,使其完全溶解。

4.根据权利要求1所述的fezn-n-c单原子纳米酶的制备方法,其特征在于:所述步骤三中,采用磁力搅拌器搅拌24h。

5.根据权利要求1所述的fezn-n-c单原子纳...

【专利技术属性】
技术研发人员:高书涛张冬暖何欣赵兴华兰星
申请(专利权)人:河北农业大学
类型:发明
国别省市:

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