本發(fā)明屬于醫(yī)用納米材料，具體涉及一種具有多酶活性的fe/mn-snc雙單原子納米材料及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

1、經(jīng)過(guò)數(shù)十億年的進(jìn)化，天然酶表現(xiàn)出了多功能的催化能力，能夠在不同的生物系統(tǒng)中進(jìn)行高效的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)保持卓越的產(chǎn)品選擇性。然而，天然酶的一些固有的脆弱性，如制備難度大、易變性、成本高以及回收、保存困難，這阻礙了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

2、為了解決這些問(wèn)題，早在20世紀(jì)70年代以來(lái)，人們就一直在嘗試人工模仿酶，通過(guò)將金屬輔因子和催化活性位點(diǎn)整合到支架中(主要是蛋白質(zhì))，將其稱(chēng)為人工納米酶。在此背景下，許多稱(chēng)為具有均勻配位催化位點(diǎn)的單原子催化劑(sac)的納米催化劑已被廣泛合成、表征和實(shí)現(xiàn)。這個(gè)不斷發(fā)展的工具箱為生物學(xué)科學(xué)家提供了新的途徑來(lái)重新審視復(fù)雜的酶催化和設(shè)計(jì)先進(jìn)的人工酶。

3、基于此，本發(fā)明人設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一種具有多酶活性的新型fe/mn-snc雙單原子納米材料。研究發(fā)現(xiàn)，該fe/mn-snc可以發(fā)生級(jí)聯(lián)反應(yīng)，在不外加ros的情況下自產(chǎn)生ros?？梢钥焖贇⑺兰?xì)菌，并且不具有耐藥性，普適性強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種具有多酶活性的新型fe/mn-snc雙單原子納米材料及其制備方法和用途。該材料能夠快速殺死細(xì)菌(特別是耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌，mrsa)，并且不具有耐藥性，因此具有重要的科學(xué)意義和巨大的商業(yè)價(jià)值。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下所示：

3、在第一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種具有多酶活性的fe/mn-snc雙單原子納米材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

4、步驟1：制備粉末femn-mof：將1～5g?zn(no3)2·6h2o以及20～80mg?mn(oac)2和20～80mg?fe(no3)2·9h2o同時(shí)加入到50～100ml有機(jī)溶劑中，攪拌，制備金屬前驅(qū)體溶液；將1～5g?2-甲基咪唑溶解于50～100ml有機(jī)溶劑中，制備配體溶液；然后，將上述金屬前驅(qū)體溶液立即加入到上述配體溶液中，持續(xù)攪拌，用有機(jī)溶劑洗滌幾次，并在真空烘箱中干燥過(guò)夜得到粉末femn-mof；

5、步驟2：采用一步熱解策略制備femn-snc?dasc：將10～50mg硫磺粉均勻混合0.5～5g二氰二胺裝入瓷舟放入管式爐上游，將50～150mg?femn?mof粉末置于瓷舟放入管式爐下游，然后在800～1200℃下以5℃?min-1的速率在ar氣氛下熱解一段時(shí)間，得到femn-sncdasc。

6、作為可選的方式，在上述制備方法中，所述制備方法包括以下步驟：

7、步驟1：制備粉末femn-mof：將2～4g?zn(no3)2·6h2o以及50～70mg?mn(oac)2和50～70mg?fe(no3)2·9h2o同時(shí)加入到70～90ml有機(jī)溶劑中，攪拌20～40min，制備金屬前驅(qū)體溶液；將2～4g?2-甲基咪唑溶解于70～90ml有機(jī)溶劑中，制備配體溶液；然后，將上述金屬前驅(qū)體溶液立即加入到上述配體溶液中，持續(xù)攪拌4～6h，用有機(jī)溶劑洗滌幾次，并在真空烘箱中干燥過(guò)夜得到粉末femn-mof；

8、步驟2：采用一步熱解策略制備femn-snc?dasc：將20～40mg硫磺粉均勻混合0.5～2g二氰二胺裝入瓷舟放入管式爐上游，將80～120mg?femn?mof粉末置于瓷舟放入管式爐下游，然后在900～1100℃下以5℃?min-1的速率在ar氣氛下熱解1～5h，得到femn-snc?dasc。

9、作為可選的方式，在上述制備方法中，所述制備方法包括以下步驟：

10、步驟1：制備粉末femn-mof：將2.94g?zn(no3)2·6h2o和60mg?mn(oac)2+60mg?fe(no3)2·9h2o同時(shí)加入到80ml無(wú)水甲醇中，攪拌30min，制備金屬前驅(qū)體溶液。將3.24g?2-甲基咪唑溶解于80ml甲醇溶液中，制備配體溶液。然后，將上述金屬前驅(qū)體溶液立即加入到上述配體溶液中，并持續(xù)攪拌5h。用甲醇洗滌三次，并在60℃的真空烘箱中干燥過(guò)夜得到粉末femn-mof。

11、步驟2：采用一步熱解策略制備femn-snc?dasc：將30mg硫磺粉均勻混合1g二氰二胺裝入瓷舟放入管式爐上游，將100mg?femn?mof粉末置于瓷舟放入管式爐下游，然后在1000℃下以5℃?min-1的速率在ar氣氛下熱解2h，得到femn-snc?dasc。

12、作為可選的方式，在上述制備方法中，所述有機(jī)溶劑是甲醇。

13、在第二個(gè)方面中，本發(fā)明提供了上述第一個(gè)方面所述的制備方法制備得到的fe/mn-snc雙單原子納米材料。

14、作為可選的方式，在上述納米材料中，所述納米材料具有yolk–shell結(jié)構(gòu)。

15、作為可選的方式，在上述納米材料中，所述多酶活性包括類(lèi)氧化酶(oxd)、類(lèi)谷胱甘肽氧化酶(gpx)、類(lèi)超氧化物歧化酶(sod)和過(guò)氧化物酶(pod)的活性。

16、作為可選的方式，在上述納米材料中，所述多酶活性為類(lèi)氧化酶(oxd)、類(lèi)谷胱甘肽氧化酶(gpx)、類(lèi)超氧化物歧化酶(sod)和類(lèi)過(guò)氧化物酶(pod)的活性。

17、在第三個(gè)方面中，本發(fā)明提供了上述第二個(gè)方面所述的納米材料在制備用于清除細(xì)菌的抗菌劑中的用途。

18、作為可選的方式，在上述用途中，所述抗菌劑具有廣譜抗菌作用。

19、作為可選的方式，在上述用途中，所述細(xì)菌包括大腸桿菌和耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(mrsa)。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有點(diǎn)和積極效果：

21、(1)本發(fā)明設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的fe/mn-snc雙單原子采用局域精細(xì)調(diào)控策略，精細(xì)調(diào)節(jié)宿主表面和空間結(jié)構(gòu)以承載金屬雙活性位點(diǎn)之間的關(guān)系，通過(guò)一步熱解法，配體刻蝕熱解的策略合成形貌為yolk–shell結(jié)構(gòu)雙單原子納米酶，結(jié)構(gòu)性質(zhì)穩(wěn)定，具有豐富的活性位點(diǎn)，可最大限度起到類(lèi)酶活性。

22、(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的納米材料具有多酶活性，可引發(fā)自身的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而產(chǎn)生豐富的ros，起到抗菌(特別是耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌，mrsa)作用，并且不具有耐藥性，普適性強(qiáng)，因此具有重要的科學(xué)意義和巨大的商業(yè)價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種具有多酶活性的fe/mn-snc雙單原子納米材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)溶劑是甲醇。

4.采用權(quán)利按要求1至3中任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的fe/mn-snc雙單原子納米材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米材料，其特征在于：所述納米材料具有yolk–shell結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米材料，其特征在于：所述多酶活性包括類(lèi)氧化酶(oxd)、類(lèi)谷胱甘肽氧化酶(gpx)、類(lèi)超氧化物歧化酶(sod)和類(lèi)過(guò)氧化物酶(pod)的活性。

7.權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的納米材料在制備用于清除細(xì)菌的抗菌劑中的用途。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用途，其特征在于：所述抗菌劑具有廣譜抗菌作用。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用途，其特征在于：所述細(xì)菌包括大腸桿菌和耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(mrsa)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于醫(yī)用納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有多酶活性的Fe/Mn?SNC雙單原子納米材料及其制備方法和用途。本發(fā)明設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的Fe/Mn?SNC雙單原子采用局域精細(xì)調(diào)控策略，精細(xì)調(diào)節(jié)宿主表面和空間結(jié)構(gòu)以承載金屬雙活性位點(diǎn)之間的關(guān)系，通過(guò)一步熱解法，配體刻蝕熱解的策略合成形貌為Yolk–Shell結(jié)構(gòu)雙單原子納米酶，結(jié)構(gòu)性質(zhì)穩(wěn)定，具有豐富的活性位點(diǎn)，可最大限度起到類(lèi)酶活性。該納米材料具有多酶活性，可引發(fā)自身的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而產(chǎn)生豐富的ROS，起到抗菌作用，并且不具有耐藥性，普適性強(qiáng)，因此具有重要的科學(xué)意義和巨大的商業(yè)價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：于艷,孫明明,陳鄭博,蔣辰玥,劉偉進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)康復(fù)科學(xué)所（中國(guó)殘聯(lián)殘疾預(yù)防與控制研究中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19