[发明专利]一种纳米铜仿生材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种纳米铜仿生材料及其制备与应用，该材料包括内部的铜纳米颗粒以及包覆在铜纳米颗粒外部的蛋清白蛋白，所述铜纳米颗粒的粒径为3～9nm，纳米颗粒和蛋清白蛋白的质量比为1:(10～20)，其制备包括以下步骤：(1)将五水硫酸铜加入至蛋清白蛋白溶液中，搅拌均匀，得到混合溶液；(2)在混合溶液中加入氢氧化钠溶液并调节pH，搅拌、透析、冷冻干燥后即得所述纳米铜仿生材料，该材料用于生物医学领域。与现有技术相比，本发明该蛋清白蛋白包裹的纳米铜颗粒具有良好的稳定性、水溶液分散性、生物相容性，并且通过细胞内吸收实验表该纳米铜颗粒具有非常低的生物毒性，且制备简单，成本低。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种纳米铜仿生材料及其制备方法与应用。

背景技术

纳米材料被誉为21世纪的新材料，近年来纳米金属粒子引起了国内外各方的关注，其中铜纳米材料也是极具代表性的一种金属纳米材料,并且业已作为商业产品如纳米级抗衰老、抗骨质疏松症的治疗药物进入主流市场。金属铜作为一种重要的金属材料，具有非常优异的导电导热性、延展性等性能，并且储量丰富，价格便宜，环境又好，因此在生命科学领域具有良好的应用前景，同时我们也认识到在生活的各个领域铜纳米材料与我们人类产生了愈来愈密切的联系。

目前，制备铜纳米颗粒的方法有很多，主要包含电解法，化学沉淀法，物理气相沉积法，水热法，溶胶-凝胶法等，以上所述的方法各具有不同的特点，但是这些方法不但生产成本高，工艺复杂，并且容易团聚，很难满足生命科学领域的应用要求。纳米材料在光学、电学、磁学、力学和化学等方面可表现出异于常规块体材料的特殊性质。由于结构和尺寸是影响纳米材料性能的关键因素，因而对纳米材料形貌和尺寸的可控合成是其应用的前提和基础。

在自然界中，许多天然生物质都含有复杂的结构，此模板可以合成多种多样的无机纳米材料或有机纳米材料，这些生物纳米材料的几何尺寸高度均一，且具有结构多样性的特点。某些生物大分子还可通过自组装形成超分子结构，这极大地拓展了天然生物质作为模板的多样性。此外，天然生物质含有多种活性官能团，具有较高的化学反应活性，能与多种金属离子发生配位反应，这奠定了天然生物质作为模板合成纳米材料的化学基础。因此，天然生物质是制备结构复杂且粒径呈单分散分布的纳米材料的理想模板。

生物模板法制备纳米材料时，所依据的原理是生物矿化机理，生物矿化又是无机化学和生物医学间的桥梁之一，基于此机理合成的纳米材料已经越来越多地在生物医学中进行了运用，如利用微生物或蛋白质合成的贵金属材料金、银等被用作分子影像学的造影剂和癌症治疗中的药物载体。在生物矿化过程中，生物基质主要有两种用途.一是作为模板诱导前驱体复制模板的微观结构，在去除模板后使最终产物保留模板的微观纳米结构；二是作为稳定剂对金属或氧化物纳米粒子进行稳定和分散，制备纳米复合材料。目前，作为模板合成纳米材料的天然生物质主要是纤维素、壳聚糖、蛋白质和微生物等。但是，大部分基于无机纳米粒子的研究都是关于金、银、铂、铋以及钆等纳米粒子或者其复合物，人们对于铜相关纳米粒子及其复合物的研究相对较少。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳定性、水溶性及生物相容性良好的纳米铜仿生材料及其制备方法与应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种纳米铜仿生材料，其特征在于，该材料包括内部的铜纳米颗粒以及包覆在铜纳米颗粒外部的蛋清白蛋白，所述铜纳米颗粒的粒径为3～9nm，所述铜纳米颗粒和蛋清白蛋白的质量比为1：(20～30)。本材料采用铜纳米颗粒和蛋清白蛋白，其中铜与常规的金、银等贵金属类生物材料相比，成本较低，且蛋清白蛋白(OVA)在蛋类中大量存在，本身所具有的生物特性使得该材料具有良好的生物相容性，而且基于蛋清白蛋白模板分子自身表面所具备的丰富官能团(如氨基、羧基、羟基等)，其也可作为多功能界面，用于靶向分子的特定修饰，所以本发明将两者结合形成核壳结构在生物成像领域及癌细胞药物载体等方面具有巨大的潜在应用前景。

一种如上所述纳米铜仿生材料的制备方法，包括以下步骤：