[发明专利]一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法与应用。该水凝胶微球通过以下步骤制得：采用液体喷雾结合热气流氛围将金属离子还原的方法制备纳米团簇；采用真空粉体喷射和热流体动冲对纳米团簇进行亲水处理，得到亲水性的纳米团簇；采用真空液体喷雾和亲水性纳米团簇自催化将水凝胶微球化；将亲水性的纳米团簇、亲水性离子液体和水凝胶前驱体三者的混合液体，采用真空表面溅射法和亲水性纳米团簇自催化对上述水凝胶微球进行表面涂覆，即得。本发明提供的制备方法简单易行，适用性广，制得的水凝胶具有原子级分散活性位点。结果表明该水凝胶具有良好的类氧化酶活性，在尿酸的快速检测领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，更具体地，涉及到一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法与应用。

背景技术

酶作为及其重要的生物催化剂，在生物化学、食品检测等领域是不可或缺的，但是天然酶的提取以及反应条件要求较高，造成了高成本、低效益限制了天然酶的广泛使用。随着时代的进步，科技的发展，纳米酶开始兴起，纳米酶不仅具有天然酶的活性，并且成本低，产量高，催化性好。与天然酶相比，纳米酶在医疗、食品等众多领域展示出了潜在的应用潜力。

纳米团簇具有表面积大,稳定性好,活性高等优点，但是传统的制备方法难以控制团簇形成的大小，且难以制备、不易储存。这些显著的缺点限制了团簇的大规模应用。通过一种操作简单的技术制备大小可控、产率高、易于储存的纳米团簇是未来的必然趋势。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法，简单易行，产率高，可制备出多种类且大小可控的亲水性纳米团簇。

本发明的目的之二是提供上述制备方法制得的核壳化纳米团簇水凝胶微球，结构新颖。

本发明的目的之三是提供上述核壳化纳米团簇水凝胶微球的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种核壳化纳米团簇水凝胶微球的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将浓度为0.01-0.1mmol/mL的含掺杂金属离子的溶液A和浓度为0.1-2.0mmol/mL的含有机配体的溶液B混合均匀，用液体喷雾结合热气流氛围还原金属离子制得纳米团簇；其中液体喷雾的速度控制范围是0.1-1mL/min；

步骤2，将步骤1中制得的纳米团簇粉末用真空粉体喷射方式在热流体动冲的环境下对纳米团簇进行亲水处理，得到亲水性纳米团簇；其中真空粉体喷射的速度控制范围是0.1-1mg/min；

步骤3，将步骤2中制得的亲水性纳米团簇与浓度为1-10mmol/mL的含水凝胶前驱体的溶液C均匀混合，再采用真空液体喷雾和亲水性纳米团簇自催化将水凝胶微球化；其中真空液体喷雾的速度控制范围是0.1-1mL/min；

步骤4，将步骤2中制得的亲水性纳米团簇、亲水性离子液体和水凝胶前驱体均匀混合，得到混合液体D，采用真空表面溅射法和亲水性纳米团簇自催化对步骤3中制得的水凝胶微球进行表面涂覆，得到核壳化纳米团簇水凝胶；其中真空表面溅射的速度控制范围是0.1-1mL/min。

优选的，步骤1中所述金属离子为贵金属离子中的一种。

优选的，步骤1中所述有机配体为巯基乙醇、巯基乙酸、甲巯咪唑以及巯基丙酰甘氨酸中的一种。

优选的，步骤1中所述热气流氛围为氢气、一氧化碳、二氧化碳、氨气、甲烷中的一种。

优选的，步骤2中所述热流体为核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸以及多肽中的一种或几种。

优选的，步骤3和步骤4中所述的水凝胶前驱体为鹅去氧胆酸、熊去氧胆酸、猪去氧胆酸中的一种或几种。