[发明专利]一种酶驱动瓶状纳米马达及其制备方法

说明书

本发明提供一种酶驱动瓶状纳米马达及其制备方法，其步骤在于，以瓶状纳米粒子、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶为材料，利用真空灌注法和超声灌注法，将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶同时装载在瓶状纳米粒子的内部，制备出酶驱动的瓶状纳米马达，与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明制备过程简单，制备的纳米马达生物相容性好，控制性强，能在葡萄糖溶液，沿着葡萄糖浓度梯度运动，实现酶驱动瓶状纳米马达的趋化运动，在药物携载、毒素清除、肿瘤治疗等生物医学领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及医学生物材料技术领域，具体涉及一种酶驱动瓶状纳米马达及其制备方法。

背景技术

在人们对于未来的展望中，经常有微纳米尺度的器械或机器人进入人体的场景，人们想象这些微纳米器械可以在体内运动并可以治疗一些常规手段难以治疗的疾病的场景。近些年，这些想象逐渐的走向现实，科学家们开展了关于人造微纳米马达的研究。微纳米马达是利用环境中的能量，将化学能，光能，电能等能量转化为自身动能的装置，其驱动方式可分为两类，一类是利用环境中的化学物质，通过局部化学反应将化学能转化为动能以驱动马达运动；而另一类则是无燃料系统，这是通过如光、磁场、超声波等外界刺激以驱动马达运动。其中，化学驱动马达多以过氧化氢为燃料。由于过氧化氢在人体内的含量较低、且对人体具有一定的毒副作用，因此气泡驱动马达的生物实用性较差，而外场驱动马达的控制性较差，难以对其运动进行定位和控制。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践提出了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种酶驱动瓶状纳米马达，其包括瓶状纳米粒子骨架、位于所述骨架内部的两种酶，且所述酶驱动瓶状纳米马达能沿葡萄糖浓度梯度进行趋化运动，且所述酶驱动瓶状纳米马达采用如下方法制备：

步骤一、制备瓶状纳米粒子，

a、将0.0218-0.087 g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物和0.0182-0.073 g油酸钠加入10 mL-30 mL去离子水中，得到混合溶液A，并在25 ℃水浴中以100 rpm的速度搅拌0.5-2 h；

b、将2-5 g核糖溶于20-50 mL去离子水中，并加入到所述混合溶液A中，在温度为25 ℃水浴中，以100 rpm 的速度搅拌20-40 min，得到混合溶液B；

c、将所述混合溶液B转移到75 mL反应釜中，放入烘箱中，在160 ℃温度下时，保持8-20 h，并以8500 rpm 的速度离心10-30 min，收集得到瓶状纳米粒子粗产品；

d、用20mL-50 mL去离子水清洗所述粗产品3-5次，再用20mL-50 mL乙醇清洗2-3次，每次以8500 rpm 的速度离心15-25 min收集，最后在真空度130Pa-140 Pa，80 ℃环境下干燥，最终得到干燥的瓶状纳米粒子；

且所述瓶状纳米粒子为水热碳化的碳基高分子，且所述瓶状纳米粒子的瓶壁厚为50-120 nm，瓶直径为300-1000 nm，瓶长为400-1500 nm；

步骤二、将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶加入到缓冲溶液中，制备酶混合溶液；

步骤三、通过真空灌注法和超声灌注法，将步骤二中所述酶混合溶液灌注进入步骤一所述的瓶状纳米粒子中；

步骤四、利用高速离心法去除步骤三所述瓶状纳米粒子外部多余的葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，最终获得酶驱动瓶状纳米马达。

本发明还提供了一种酶驱动瓶状纳米马达的方法，其包括以下步骤：

步骤一、制备瓶状纳米粒子；