[发明专利]丝素蛋白-二氧化铱多功能复合纳米团簇的制备

说明书

本发明涉及纳米材料的合成领域，更具体地涉及利用丝素蛋白溶液模拟生物矿化过程来制备丝素蛋白‑二氧化铱多功能复合纳米团簇的方法，具体包括以下步骤：（1）从家蚕蚕茧中提取再生丝素蛋白溶液（2）在碱性环境下使用再生丝素蛋白溶液和氯化铱溶液制备丝素蛋白‑二氧化铱多功能复合纳米团簇（3）通过实验验证了丝素蛋白‑二氧化铱复合纳米团簇具有类过氧化物酶和类过氧化氢酶催化活性，以及一定的光热响应和作为超声治疗增敏剂的作用。

技术领域

本发明涉及纳米材料的合成领域，更具体地涉及利用丝素蛋白溶液模拟生物矿化过程来制备丝素蛋白-二氧化铱多功能复合纳米团簇的方法。

背景技术

生物矿物提供是不仅是结构支撑和力学强度，而且是一种器官。作为天然建筑师，它包含了许多重要的生物学功能，具有许多其他特殊功能。如磁序菌中的磁传感器(Fe₃O₄)；双壳动物的重力平衡器(CaCO₃、CaSO₄；防止其他动物捕食的甲壳(SiO₂、CaCO₃)；血红蛋白的铁储存(Fe₂O₃·nH₂O)；三叶虫的眼晶状体(CaCO₃)等。生物矿化作用区别于一般矿化作用的显著特征是通过有机大分子和无机离子在界面处的相互作用。从分子水平上控制无机矿物相的结晶、生长，从而使生物矿物具有特殊的分级结构和组装方式 。近年来研究表明，生物体对生物矿化过程的控制是一个复杂的多层次过程，其中，生物大分子产生排布以及它们与无机矿物相的持久作用是生物矿化过程的两个主要方面。一般认为生物体内的矿化过程分为四个阶段。

(1)有机质的预组织：生物体内不溶有机质在矿物沉积前构造一个有组织的微反应环境，该环境决定了无机物成核的位置和形成矿物的功能。该阶段是生物矿化进行的前提。

(2)界面分子识别：在已形成的有机大分子组装体的控制下，无机物在溶液中通过静电力作用、螯合作用、氢键、范德华力等作用在有机-无机界面处成核。分子识别是一种具有专一性功能的过程，它控制着晶体的成核、生长和聚集。

(3)生长调制：无机矿物相生长过程中，晶体的形态、大小、取向和结构受生物体有机质的调控，并初步组装得到亚单元。该阶段通过化学矢量调节赋予了生物矿化物质具有独特的结构和形态。

(4)外延生长：在细胞参与下，亚单元组装形成多级结构的生物成因矿物。该阶段是造成天然生物矿化材料与人工材料差别的主要原因。而且是复杂超精细结构在细胞活动中的最后修饰阶段。

生物矿化是一个复杂的动态的过程，受到生物有机质、晶体自身生长机制，以及外界环境等各方面的综合调控作用。仿生矿化模型的建立以及相关机理的深入研究．为在有机组分内合成无机材料，进而利用生物成因矿物的力学性质研究，制备具有高断裂韧性和高强度的仿生材料提供了理论基础。铱基纳米材料，近年来因其在广PH范围内高的催化析氧反应的能力而受到研究者们的关注。固有的高原子序数过渡金属元素（Z = 77）和IrO₂相对于钨基氧化物的高稳定性使得铱基纳米材料在肿瘤治疗、CT成像和光声成像中展现出很好的性能。

发明内容

以再生丝素蛋白溶液、氯化铱溶液为原料合成了一种丝素蛋白-二氧化铱多功能复合纳米团簇。该纳米团簇具有良好的生物相容性、类过氧化氢酶催化活性、类过氧化物酶活性、声动力效应、光热效应及多功能造影能力，在多领域有很大的应用潜力。

本发明的技术方案具体如下：

1、丝素蛋白-二氧化铱多功能复合纳米团簇的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）将蚕茧脱胶并分离纯化丝素蛋白，制备成稳定的再生丝素蛋白水溶液,并用冻干法确定丝素蛋白的含量；