[发明专利]一种牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒的快速制备方法

说明书

本发明公开了一种牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒的快速制备方法，采用牛血清蛋白同时作为生物模板和还原剂，与高锰酸钾发生原位氧化还原反应，在敞开的环境下，快速简便地制备出牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒，二氧化锰纳米颗粒的尺寸为2.70~7.53 nm。该二氧化锰纳米颗粒具有淬灭碳纳米点荧光的性能，在pH为4~7的条件下，淬灭效率为0.41~0.72。本发明方法通过简单地混合牛血清蛋白溶液和高锰酸钾溶液，在敞开环境下快速反应制备二氧化锰纳米颗粒，该过程避免了复杂仪器设备的使用，无需高温高压、强碱性等苛刻条件，操作简单、反应快速，具有绿色环保、节能简便的优点。

技术领域

本发明涉及一种牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒的快速制备方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

二氧化锰纳米材料由于其优异的物理、化学性能越来越引起人们的关注，它被广泛地应用于吸附氧化、非均相催化和电池材料等领域。常见的制备二氧化锰纳米材料的方法主要有水热法、电化学沉积法、熔盐法、溶胶凝胶法等，这些方法均使用了复杂昂贵的仪器设备、耗能高、操作复杂、反应条件苛刻，在一定程度上限制了二氧化锰纳米材料的制备。因此，寻求一种简单快速制备二氧化锰纳米材料的方法仍是一个亟待解决的问题。

生物模板法通过生物组织或生物大分子的特异性结构引导无机纳米粒子的生长，从而实现纳米材料在生物模板上的制备，该方法简单绿色、快速便捷，且生物模板可以很好地稳定纳米材料。牛血清蛋白是一种廉价的生物蛋白分子，它含有大量的巯基、羟基、氨基等活性基团赋予了其作为生物模板制备纳米材料的潜能。其中，已有利用牛血清蛋白与锰离子在强碱性条件下制备二氧化锰纳米颗粒的先例（Analyst, 2012, 137, 4552-4558），该方法通过外部加入氢氧化钠调节反应环境来实现二氧化锰的制备，然而强碱的存在有可能破坏生物模板，也会进一步限制其在生命科学领域的应用。目前，尚未报道牛血清蛋白作为生物模板通过高锰酸钾一步合成二氧化锰纳米材料的报道。

发明内容

本发明旨在提供一种牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒的快速制备方法。

本发明原理：采用牛血清蛋白同时作为生物模板和还原剂，利用蛋白表面的还原型基团与高锰酸钾发生原位氧化还原反应，从而制备出牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒。该二氧化锰纳米颗粒具有淬灭碳纳米点荧光的性能。

本发明提供的快速制备方法，采用牛血清蛋白同时作为生物模板和还原剂，与高锰酸钾发生原位氧化还原反应，在敞开的环境下，快速简便地制备出牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒，二氧化锰颗粒尺寸在2.70~7.53 nm。

本发明提供了一种牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒的快速制备方法，包括以下步骤：

（1）取牛血清蛋白粉末于烧杯中，加去离子水溶解，每mg牛血清蛋白需要去离子水0.1125~0.45 mL；

（2）在牛血清蛋白溶液中加入高锰酸钾溶液，在150~250 rpm持续搅拌的条件下反应3~5 min；此时混合溶液由紫红色变为浅棕色；

（3）将步骤（2）中反应后的混合溶液置于截留分子量2000的透析袋中，透析36~48 h；

（4）将步骤（3）中透析过后的试液进行离心分离，在10000~12000 rpm转速下离心10~20min，取上清液，得到牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒分散液。

上述步骤（2）中，牛血清蛋白与高锰酸钾的配比为：每mg牛血清蛋白使用0.0625~0.5 μmol高锰酸钾。

进一步地，步骤（2）中，在牛血清蛋白溶液中加入1 mL高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液的浓度为5~10 mmol L^-1。

本发明提供了采用上述制备方法制得的牛血清蛋白负载的二氧化锰纳米颗粒。