本技术涉及一种制备氨基酸衍生碳点纳米酶的方法及其在生物医用新材料技术领域的应用。该方法利用组氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、色氨酸、天冬氨酸、精氨酸、赖氨酸等氨基酸,通过特定工艺制备出具有生物活性的碳点纳米酶。这些纳米酶具有良好的生物相容性和催化性能,可广泛应用于生物检测、药物递送等领域。
背景技术
炎症性肠病(IBD)是一种慢性、特发性的肠道炎症性疾病。近年来的临床和实验证据均显示,过量自由基的产生,特别是活性氧(ROS)和活性氮(RNS),在肠炎病变部位主导并加重IBD的进程。近年来,抗氧化剂纳米酶的发现为炎症性肠病(IBD)的治疗带来了巨大的前景。为了有效地消除活性氧(ROS),各种金属基纳米酶已被开发用于治疗IBD,现有报道的氧化钴纳米酶利用清除ROS的成功策略,通过靶向NLRP3炎性小体抑制DSS诱导的结肠炎(Chen,Ziying et al.“2D Cobalt Oxyhydroxide Nanozymes Inhibit Inflammation byTargeting the NLRP3 Inflammasome.”Advanced Functional Materials(2023):2214693.)。这证明了金属基纳米酶在预防和治疗相关炎症性疾病方面的潜在作用,但其存在的不稳定的消除活性和潜在的消化道金属离子泄漏等问题严重限制了金属纳米酶在生物医学领域的实际应用。
特别的,与金属基纳米酶相比,碳基纳米材料具有高化学稳定性,高催化活性,低毒性和生物安全性等优点,有望在炎症性疾病的预防和治疗中发挥潜在作用。碳点(CDs)是一种尺寸小于10nm的新型碳基纳米材料,因其固有的纳米酶活性、小尺寸、良好的生物安全性、易于表面修饰和功能化等优点一直被广泛应用于生物医学领域。
CDs可以由不同的前体合成,例如柠檬酸,葡萄糖,β-环糊精,L-抗坏血酸,氧化石墨烯以及各种生物质材料等。研究表明,前体是影响CDs类酶活性的关键因素(Gao,Wenhuiet al.“Deciphering the catalytic mechanism of superoxide dismutase activityof carbon dot nanozyme.”Nature Communications(2023)14:160)。氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,在维持人体氮平衡和正常生理活动中发挥重要的作用。基于此,本发明选择各种氨基酸为前驱物,水热法制备出了一种氨基酸衍生的碳点纳米酶,以更好的应用于生物医学领域。
实现思路