【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于納米酶制備，具體涉及具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶及制備方法和應用。
技術介紹
1、生物體內活性氧物種(ros)和活性氮物種(rns)的過量表達誘發的氧化應激損傷被認為是眾多生物疾病的重要原因之一。天然酶在維持體內氧化還原平衡、緩解氧化應激損傷中起到關鍵作用；但天然酶制備提純步驟復雜，成本高，且貯存條件苛刻。盡管天然超氧化物歧化酶(sod酶)在疾病治療方面具有廣闊的前景，但由于其在非生理條件下的不穩定性和易受蛋白水解酶影響的性質，在實際應用中并不令人滿意。此外，天然的sod酶通常很難穿過細胞膜來清除過量的ros。作為新一代人工模擬酶，納米酶具有獨特的酶模擬性能，可用于人體健康與疾病治療，清除ros的抗氧化納米酶，是具有治療生物體內由ros誘導的炎癥損傷疾病的潛力材料。
2、碳量子點(cds)表面存在多種官能團，包括羰基、羥基和羧基等，基于表面不同的酶催化活性位點，以實現多種類酶活性。受單原子催化劑概念的啟發，由于錨定在載體上的原子級分散的金屬原子能夠提供最高的原子利用率，從而為生化反應提供了更高效的活性位點。因此，通過模擬天然金屬酶的金屬配位結構來構建單原子納米酶，使得利用這些金屬原子來消耗細胞中的超氧自由基(o2·-)成為可能。雖然一些單原子納米酶已經成功開發，但通過金屬鹽、碳和氮前驅體一鍋熱解的常見合成方法會在碳骨架內部嵌入部分金屬原子減少納米酶表面催化位點占比，致使金屬原子利用率的降低。
3、申請公布號為cn118146794a的專利技術專利公開了一種單原子銅摻雜的近紅外碳點及其
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法以解決銅摻雜碳點納米酶的銅元素不能完全以銅單原子形式負載于碳點上的技術問題。
2、本專利技術的第二個目的是提供一種具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶。
3、本專利技術的第三個目的是提供一種具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的應用。
4、為了實現以上目的，本專利技術采取的技術方案為：
5、具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶，通過在氮摻雜碳量子點表面負載銅單原子獲得，所述銅單原子以cu2+的形式分散在氮摻雜碳量子點表面。
6、進一步的，所述銅單原子的負載量占所述氮摻雜碳量子點的5～20wt％。
7、具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將氮摻雜碳量子點水溶液與銅源混合后干燥得到粉末，將所述粉末微波加熱，純化后即得。
8、進一步的，所述氮摻雜碳量子點水溶液的制備方法為：將檸檬酸溶于水，隨后與乙二胺混合得到混合溶液，混合溶液經水熱反應，離心后得到上清液，將所述上清液經冷凍干燥后得到氮摻雜碳量子點粉末，將所述氮摻雜碳量子點粉末溶于水后即得。
9、進一步的，所述微波加熱的功率為600～800w；所述微波加熱的時間為0.5～2min。
10、進一步的，所述氮摻雜碳量子點水溶液的濃度為1～5mg/ml。
11、進一步的，所述水熱反應的溫度為180～200℃，水熱反應的時間為4～6h。
12、進一步的，每1.05g的所述檸檬酸對應加入10～15ml的水，每1.05g的所述檸檬酸對應加入0.335～0.67ml的乙二胺。
13、進一步的，所述銅源為氯化銅；所述干燥的方法為冷凍干燥；所述純化的方法為：將微波加熱后的粉末溶于水中進行透析純化。
14、具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶在清除超氧自由基中的應用。
15、本專利技術的有益效果：
16、本專利技術的具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶中銅單原子以cu2+均勻負載在氮摻雜碳量子點表面，氮摻雜碳量子點表面的銅元素以銅單原子的形式存在，不含有銅單質和銅納米顆粒。
17、本專利技術中氮摻雜碳量子點表面存在多種不對稱c和n位點，而n的存在有利于促進cu2+分散，減少cu2+團聚，通過n與cu2+配位，實現穩定的cu2+的原子級分散，確保了本專利技術的具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的高活性、穩定性和金屬經濟性。
18、本專利技術通過微波短時間處理實現銅單原子在氮摻雜碳量子點表面的均勻負載，依托于碳量子點小尺寸、高分散性與低生物毒性的特點，在氮摻雜碳量子點表面負載具有高活性、高原子利用率的銅單原子，以實現對o2·-的高效清除。
19、本專利技術的具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的催化活性位點均勻地暴露在氮摻雜碳量子點表面，使銅單原子能夠接觸到底物并進一步介導催化反應，經電子自旋共振波譜(esr)測試技術證實了具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶活性機理與天然cu，zn-sod酶活性機理一致，可借助銅單原子實現對o2·-進行清除。
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1.具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶，其特征在于，通過在氮摻雜碳量子點表面負載銅單原子獲得，所述銅單原子以Cu2+的形式分散在氮摻雜碳量子點表面。
2.根據權利要求1所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶，其特征在于，所述銅單原子的負載量占所述氮摻雜碳量子點的5～20wt％。
3.如權利要求1所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將氮摻雜碳量子點水溶液與銅源混合后干燥得到粉末，將所述粉末微波加熱，純化后即得。
4.根據權利要求3所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，所述氮摻雜碳量子點水溶液的制備方法為：將檸檬酸溶于水，隨后與乙二胺混合得到混合溶液，混合溶液經水熱反應，離心后得到上清液，將所述上清液經冷凍干燥后得到氮摻雜碳量子點粉末，將所述氮摻雜碳量子點粉末溶于水后即得。
5.根據權利要求3所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，所述微波加熱的功率為600～800W；所述微波加熱的時間為0.5～2min。
6.根據權利要
7.根據權利要求4所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，所述水熱反應的溫度為180～200℃，水熱反應的時間為4～6h。
8.根據權利要求4所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，每1.05g的所述檸檬酸對應加入10～15mL的水，每1.05g的所述檸檬酸對應加入0.335～0.67mL的乙二胺。
9.根據權利要求3所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，所述銅源為氯化銅；所述干燥的方法為冷凍干燥；所述純化的方法為：將微波加熱后的粉末溶于水中進行透析純化。
10.如權利要求1所述的具有SOD酶活性的銅單原子碳點納米酶在清除超氧自由基中的應用。
...【技術特征摘要】
1.具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶，其特征在于，通過在氮摻雜碳量子點表面負載銅單原子獲得，所述銅單原子以cu2+的形式分散在氮摻雜碳量子點表面。
2.根據權利要求1所述的具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶，其特征在于，所述銅單原子的負載量占所述氮摻雜碳量子點的5～20wt％。
3.如權利要求1所述的具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將氮摻雜碳量子點水溶液與銅源混合后干燥得到粉末，將所述粉末微波加熱，純化后即得。
4.根據權利要求3所述的具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，所述氮摻雜碳量子點水溶液的制備方法為：將檸檬酸溶于水，隨后與乙二胺混合得到混合溶液，混合溶液經水熱反應，離心后得到上清液，將所述上清液經冷凍干燥后得到氮摻雜碳量子點粉末，將所述氮摻雜碳量子點粉末溶于水后即得。
5.根據權利要求3所述的具有sod酶活性的銅單原子碳點納米酶的制備方法，其特征在于，所述微...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李彩霞，陳昱陽，周芳云，黃繼紅，何偉偉，
申請(專利權)人：許昌學院，
類型：發明
國別省市：
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