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)過數(shù)十億年的進化，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)中進行高效的級聯(lián)反應(yīng)，同時保持卓越的產(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)域的實際應(yīng)用。

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

3、基于此，本發(fā)明人設(shè)計和開發(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)生級聯(lián)反應(yīng)，在不外加ros的情況下自產(chǎn)生ros。可以快速殺死細菌，并且不具有耐藥性，普適性強。

技術(shù)實現(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)價值。

2、為了實現(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同時加入到50～100ml有機溶劑中，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，用有機溶劑洗滌幾次，并在真空烘箱中干燥過夜得到粉末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同時加入到70～90ml有機溶劑中，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，用有機溶劑洗滌幾次，并在真空烘箱中干燥過夜得到粉末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同時加入到80ml無水甲醇中，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，所述有機溶劑是甲醇。

13、在第二個方面中，本發(fā)明提供了上述第一個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氧化酶(oxd)、類谷胱甘肽氧化酶(gpx)、類超氧化物歧化酶(sod)和過氧化物酶(pod)的活性。

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

17、在第三個方面中，本發(fā)明提供了上述第二個方面所述的納米材料在制備用于清除細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)明具有以下有點和積極效果：

21、(1)本發(fā)明設(shè)計和開發(fā)的fe/mn-snc雙單原子采用局域精細調(diào)控策略，精細調(diào)節(jié)宿主表面和空間結(jié)構(gòu)以承載金屬雙活性位點之間的關(guān)系，通過一步熱解法，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，可最大限度起到類酶活性。

22、(2)本發(fā)明設(shè)計和開發(fā)的納米材料具有多酶活性，可引發(fā)自身的級聯(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，因此具有重要的科學(xué)意義和巨大的商業(yè)價值。

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：所述有機溶劑是甲醇。

4.采用權(quán)利按要求1至3中任一項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氧化酶(oxd)、類谷胱甘肽氧化酶(gpx)、類超氧化物歧化酶(sod)和類過氧化物酶(pod)的活性。

7.權(quán)利要求4至6中任一項所述的納米材料在制備用于清除細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)計和開發(fā)的Fe/Mn?SNC雙單原子采用局域精細調(diào)控策略，精細調(diào)節(jié)宿主表面和空間結(jié)構(gòu)以承載金屬雙活性位點之間的關(guān)系，通過一步熱解法，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，可最大限度起到類酶活性。該納米材料具有多酶活性，可引發(fā)自身的級聯(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，因此具有重要的科學(xué)意義和巨大的商業(yè)價值。

技術(shù)研發(fā)人員：于艷,孫明明,陳鄭博,蔣辰玥,劉偉進
受保護的技術(shù)使用者：中國康復(fù)科學(xué)所（中國殘聯(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