[发明专利]一种微纳米载酶胶囊的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种微纳米载酶胶囊的制备方法及应用，本发明属于生物医药和生化传感技术领域。本发明利用蛋白质固有的两亲性质，基于超声乳化使蛋白质吸附在油水界面。利用易挥发性的油相全氟己烷作为可牺牲模板，可以在不破坏蛋白质膜和不使用强酸强碱的情况下，通过溶剂蒸发得到的微纳米胶囊。该方法可以负载多种酶实现酶的级联反应。该酶胶囊具有较高的催化效率可以实现对葡萄糖的快速灵敏的可视化检测。本发明制备过程简便，产品具有较高催化效率和高灵敏度，具有良好的实际应用之价值，成本低廉，可实现批量化生产，产品安全无毒副作用，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于生物医药和生化传感技术领域，具体涉及一种微纳米载酶胶囊的制备方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

酶存在于各种生命形式中，是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。在生物学方面，酶是生物体内许多功能的重要物质。酶是生命活动中不可或缺的，它为生命的生物化学反应提供了必要的动力和催化剂。酶能降低底物转化为产物所需的能量，是绿色化学中理想的催化剂，酶通常在有有机合成中用作催化剂，在食品工业中用作加工工具，在环境化学中用作环境水污染处理和洗涤剂，重要的是在生物医学肿瘤治疗具有广泛的应用。

鉴于天然酶(高效、特异和选择性)的多种功能和其化学性质(三维结构)的固有复杂性，包埋酶策略模拟天然酶的酶促反应提供了广阔的应用前景。酶的固定可以通过共价或非共价修饰的方式酶固定在不同的基底上，如多孔薄膜表面，纳米颗粒、水凝胶和金属有机骨架(MOF)等。然而，在大多数情况下，酶被固定在纳米粒子上或通过共价键修饰在交联网络中。但是共价键修饰可能破坏酶的三级结构，且酶在不同材料中的包复可能增加底物与酶之间的传质距离，这不仅影响酶的活性，而且降低酶的催化效率。为同时满足保持甚至增强酶的活性、提高酶对各种环境的长期稳定性和高酶催化效率的需要，一种新的、可推广的形成理想固定酶的方法亟待建立。

受真核细胞独特微环境的启发，胶囊被用于固定酶。微纳米胶囊由于具有独特的生化微环境的特点，因此在药物递送、微纳米反应器等领域受到广泛地关注。研究者将天然酶通过包封在胶囊空腔中可以保护酶免受外界的干扰，从而提高其稳定性。但是功能性微纳米胶囊的制备目前也面临着严峻的挑战，如模板种类较少，且模板的去除条件苛刻，例如使用二氧化硅，碳酸钙等模板制备胶囊需要使用强酸强碱来刻蚀模板。另外将酶包封在胶囊的内部，底物的传质只取决于胶囊表面的间隙，这不仅不可避免地增加了传质距离，而且增加催化剂与底物之间的扩散阻力。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种微纳米载酶胶囊的制备方法及应用。采用超声乳化技术制备酶载体胶囊，通过控制超声功率实现胶囊粒径的调控，功利用易挥发性的全氟己烷(PFH)作为模板可以在不破坏蛋白质膜和不使用强酸强碱的情况下，通过溶剂蒸发得到的微纳米胶囊。该胶囊具有较高的催化效率可以实现对葡萄糖的快速灵敏的可视化检测。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明第一个方面，通过利用探头式超声制备乳液，制备方法简单。另外超声乳化技术可以实现对例如紫草油、角鲨烯等其他油的组分的均质，得到微纳米乳液。

本发明的第二方面，一种微纳米载酶胶囊的制备方法，制备时所需材料包括蛋白质，单宁酸，全氟己烷。

所述蛋白质为酪蛋白、牛血清白蛋白、人血清白蛋白、溶菌酶、葡萄糖氧化酶或辣根过氧化物酶中的一种或葡萄糖氧化酶或辣根过氧化物酶的混合物。

具体制备方法包括：

将蛋白质溶于磷酸盐缓冲液，然后向其中缓慢加入全氟己烷，超声制备微纳米乳液后加入单宁酸溶液，加热即得。

本发明的第三方面，一种微纳米载酶胶囊，由上述方法制备获得。