[发明专利]一种具备抗菌和清除过量活性氧物质双重功能的纳米酶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具备抗菌和清除过量活性氧物质双重功能的纳米酶及其制备方法。该纳米酶结构为CeO₂@ZIF‑8/Au(CZA)，其中，ZIF‑8为金属有机框架结构，内嵌CeO₂纳米粒子为核，得到CeO₂@ZIF‑8(CZ)，在CeO₂@ZIF‑8的表面上负载上Au纳米粒子，得到CeO₂@ZIF‑8/Au本发明设计并合成了兼具抗菌和ROS清除功能的CeO₂@ZIF‑8/Au纳米酶，CZA可以催化H₂O₂产生大量的有毒ROS，达到高效抗菌的目的。同时，由于ZIF‑8在酸性条件下分解的特性，在细菌感染伤口的微环境中缓慢分解，逐渐将包裹的CeO₂暴露出来，清除伤口处过量的ROS，平衡伤口处的ROS稳态，保护正常细胞，减缓炎症，最终达到促进伤口愈合的功能。

技术领域

本发明涉及一种具备抗菌和清除过量活性氧物质(ROS)双重功能的纳米酶及其制备方法。

背景技术

迄今为止，细菌感染而引发的各种病症已经成为世界上最大的健康问题之一。自1930年来，随着抗生素的发明，抗生素成为了治疗细菌感染的主要抗菌剂，然而抗生素的大量使用会导致细菌耐药性的产生，从而使得抗生素的效率降低。虽然，一些无机试剂，如金属无机盐、天然抗菌剂、以及一些有机药剂也可以做为抗菌材料，但是这些抗菌剂也存在着一些问题。例如无机抗菌剂容易造成金属离子的泄漏，导致对周围环境的污染。天然抗菌剂存在抗菌效率差、耐热性差等缺点。有机制剂往往存在制备工艺复杂、成本高，不易投入实际应用。因此，迫切需要开发新型、稳定、高效的抗菌材料来对抗细菌引起的疾病。

近年来，金属氧化物、纳米复合材料，纳米银和碳基纳米材料作为无抗生素的抗菌剂表现出巨大潜力，这些有益的尝试为开发新的无抗生素抗菌剂提供了方向。纳米酶是一种通过模拟天然酶活性的纳米材料，尤其是具备类过氧化物酶(POD)活性的纳米酶。纳米酶的抗菌化学动力学疗法(aCDT)就是基于纳米酶的类POD活性，可以实现催化底物H₂O₂从而产生具有高反应活性的ROS达到杀菌的效果。

基于ROS的抗菌策略，由于ROS抗菌具备反应迅速，作用高效的特性，成为了纳米酶抗菌研究的热点之一，然而，ROS并不是只有优点的，实际上ROS是一柄双刃剑，在细菌感染的伤口微环境中，为了应对病原体的入侵，将会自发的产生超量的ROS，虽然这个过程通常是有利于伤口愈合的，但是过量的ROS会对DNA、蛋白质、脂质甚至细胞造成损害。这种ROS水平的异常最终会引发有害的影响，如细胞衰老，瘢痕形成以及不受控制的炎症。因此，清除过量的ROS，平衡ROS稳态是保护组织受到氧化损伤，促进伤口愈合的关键。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种具备抗菌和清除过量ROS双重功能的纳米酶及其制备方法。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

一种具备抗菌和清除过量ROS双重功能的纳米酶，其结构为CeO₂@ZIF-8/Au(CZA)，其中，ZIF-8为金属有机框架结构，内嵌CeO₂纳米粒子为核，得到CeO₂@ZIF-8(CZ)，在CeO₂@ZIF-8的表面上负载上Au纳米粒子，得到CeO₂@ZIF-8/Au。

优选地，CeO₂纳米粒子直径8-12nm，CeO₂@ZIF-8/Au直径130-170nm。

优选地，CeO₂∶ZIF-8∶Au的质量比范围为20-40∶50-80∶2-20。

本发明还提供一种具备抗菌和清除过量ROS双重功能的纳米酶的制备方法，包括如下步骤：

1)合成CeO₂纳米粒子；