[发明专利]一种纳米酶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种纳米酶及其制备方法和应用，所述纳米酶包括牛血清白蛋白骨架和附着于所述牛血清白蛋白骨架上的金纳米颗粒。本发明所涉及的纳米酶是一种多功能的纳米酶，其兼具氧化酶活性和过氧化物酶活性，在还原物质检测、酶联免疫技术等领域都具有潜在的应用价值；因其能够生产多种自由基还具有显著的抗菌效果。

技术领域

本发明属于酶催化技术领域，具体涉及一种纳米酶及其制备方法和应用。

背景技术

自然界的一切生命进程都都离不开酶，天然酶是几乎所有生物体内存在的高效催化功能的生物分子，在生物体内的各个生物过程中都起着重要的作用，具有高催化效率和高底物特异性，由于其对生物进程及生物代谢的重要性，常被用于各类生物实际应用，如在食品工业、制药工艺和生物医学等领域均展现出良好的应用前景。然而，大多数天然酶均为蛋白质，其在酸、碱、热等非生理条件下，极易发生结构变化而失去活性，这使得其催化性能具有对外部因素的敏感性、不稳定性等不足，此外，由于天然酶在生物体内含量很低，产出量小，合成和纯化成本高。由于上述缺点，天然酶的广泛的应用受到限制。为了克服这些缺点，寻找天然酶的替代物一直是研究热点。在这之后研究人员尝试利用有机化学方法合成具有酶活性的简单非蛋白分子，即模拟酶，常见的模拟酶有环糊精、冠醚、卟啉等。

近年来，随着纳米技术和生物技术的发展，具有催化性能的功能纳米材料，即纳米酶，受到了广泛的关注。2007年，无机纳米材料Fe₃O₄具有类似辣根过氧化物酶活，经研究发现，其在催化活性及机理与辣根过氧化物酶相似，且相较于天然蛋白酶HRP，无机纳米材料Fe₃O₄具有稳定性高等优点；辣根过氧化物酶广泛应用于生物、化学工程及食品等领域，目前在临床检测应用，包括生化检测和免疫类检测，如ELISA等。这一发现，使得纳米酶受到各个领域的广泛关注，纳米酶本身在纳米技术的基础上，成为了一门新的研究领域。纳米酶的稳定性高、价格低廉且产出量大，这很大程度上地弥补了上述天然酶的不足。通常的，纳米酶会具有一种或一种以上的类酶活性例如过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、氧化酶活性和超氧化物歧化酶等等；例如，前面提及的磁性纳米颗粒Fe₃O₄具有类似辣根过氧化物酶的过氧化物酶类活性；CeO₂纳米粒子具有氧化酶类活性；此外还有氧化石墨烯、碳纳米点、金铂纳米棒等金属及非金属纳米材料都具有不同的类酶活性，优异的性能使其被广泛应用于多种领域包括生物传感、免疫测定、癌症诊断治疗、神经保护、干细胞生长和污染物去除等。

CN107723284A公开了一种原位制备纳米酶膜的方法，包括以下步骤：原膜的预处理；膜表面的接枝聚合；膜表面纳米酶的配位自组装和原位生长：将接枝了聚丙烯酸的膜在MOFs前驱体溶液中浸渍一段时间，使前驱体溶液中的金属离子通过与聚丙烯酸上羧基的配位作用组装至膜表面，然后向前驱体溶液中加入有机配体溶液与酶液，将酶包裹在MOFs骨架结构中的同时实现纳米酶在膜表面的原位生长；以及纳米酶膜的后处理，从而得到负载纳米酶的纳米酶膜。

CN109884029A公开了一种银/石墨烯量子点纳米酶、SERS检测试剂盒及应用。所述银/石墨烯量子点纳米酶具有核壳结构，所述核壳结构中的核包含银，壳层包含石墨烯量子点，所述银/石墨烯量子点纳米酶的尺寸为7-15nm。本发明还公开了该银/石墨烯量子点纳米酶作为SERS基底具有良好的稳定性和SERS增强能力。本发明还公开了一种细胞内原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶催化试剂盒，用于检测癌细胞内过氧化氢。本发明还公开了一种原位SERS检测银/石墨烯量子点纳米酶联免疫试剂盒，能够检测各种抗原、多肽或DNA等，尤其能够特异性识别检测肝癌标志物甲胎蛋白。

虽然纳米酶取得了一些研究进展，但其在制备简易度、酶活性的提高、催化反应的多元化以及底物选择性方面仍有较大的发展潜力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米酶及其制备方法和应用。