一种GOx/Arg/Mn3O4纳米酶复合物及制备方法和应用

本申请属于功能纳米材料，尤其涉及一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物及制备方法和应用。

背景技术：

1、传统的天然酶具有发酵时间较长、产率低等缺陷，而基于纳米材料的纳米酶具有类似天然酶的催化活性，还具有可功能化强等特性，可以广泛应用在污染治理、肿瘤治疗、分析检测等领域；同时纳米酶还具有制备方法简单、成本低、稳定性好等优势，然而，目前报道的多数纳米酶通常只具有一种催化活性。

2、与普通纳米酶不同的是，四氧化三锰（mn3o4）纳米酶具有类氧化酶(oxd)、类过氧化氢酶（cat）、过氧化物酶（pod）和类超氧化物歧化酶（sod）等多酶模拟活性；例如guo等研究表明具有花状结构的四氧化三锰（mn3o4）纳米酶具有sod和cat活性，可以有效清除急性肾损伤中产生的活性氧（ros）， (acs appl. mater. interfaces 14(45) (2022): 50649-50663) ；然而单一的四氧化三锰（mn3o4）纳米酶的四种类酶活性难以发挥协同效果，形成级联反应，这限制了四氧化三锰（mn3o4）纳米酶的应用，因此，有必要对四氧化三锰（mn3o4）纳米酶进一步进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物及制备方法和应用，用于解决现有技术中四氧化三锰（mn3o4）纳米酶难以形成级联反应的技术问题。

2、本申请第一方面提供了一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物，包括花状结构的四氧化三锰纳米酶、精氨酸以及葡萄糖氧化酶；

3、所述精氨酸通过酯化反应修饰到花状结构的四氧化三锰纳米酶表面；

4、所述葡萄糖氧化酶通过酰胺化反应修饰到花状结构的四氧化三锰纳米酶表面。

5、本申请第二方面提供了一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，可制备第一方面所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物，制备方法包括步骤：

6、步骤s1、将花状结构的四氧化三锰纳米酶溶液、精氨酸溶液、4-二甲氨基吡啶混合后，进行酯化反应得到mn3o4-arg中间体；

7、步骤s2、将mn3o4-arg中间体、葡萄糖氧化酶溶液、n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐以及 n-羟基丁二酰亚胺混合后，进行酰胺化反应得到gox/arg/mn3o4纳米酶复合物。

8、优选的，步骤s1中，所述进行酯化反应为：在室温下磁力搅拌4~12 h进行酯化反应。

9、优选的，步骤s2中，所述进行酰胺化反应为：在25~35 ℃下油浴4~12 h进行酰胺化反应。

10、优选的，步骤s1中，所述花状结构的四氧化三锰纳米酶、所述精氨酸和所述4-二甲氨基吡啶的质量比为2:10:5。

11、优选的，步骤s1中，所述花状结构的四氧化三锰纳米酶溶液中的溶剂选自n-二甲基甲酰胺，所述精氨酸溶液中的溶剂选自水。

12、优选的，步骤s2中，所述mn3o4-arg、所述葡萄糖氧化酶、所述n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐及所述n-羟基丁二酰亚胺的质量比为5:1:25:50。

13、优选的，步骤s2中，所述葡萄糖氧化酶溶液中的溶剂选自水。

14、本申请第三方面提供了利用第二方面所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物在制备葡萄糖检测设备领域中的应用。

15、本申请第四方面提供了利用第二方面所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物在制备一氧化氮气体疗法设备领域中的应用。

16、综上所述，本申请提供了一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物及制备方法和应用，本申请提供的gox/arg/mn3o4纳米酶复合物包括修饰的精氨酸和葡萄糖氧化酶，并能利用修饰的葡萄糖氧化酶（gox）与花状结构的四氧化三锰纳米酶结合形成高效的生物催化酶级联反应，实现比色检测葡萄糖，并能催化精氨酸释放更多的一氧化氮，从而可用于制备葡萄糖检测设备、一氧化氮气体疗法设备，以解决现有技术中四氧化三锰（mn3o4）纳米酶难以形成级联反应的技术问题。

技术特征：

1.一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物，其特征在于，包括花状结构的四氧化三锰纳米酶、精氨酸以及葡萄糖氧化酶；

2.权利要求1所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：

3.根据权利要求2所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述进行酯化反应为：在室温下磁力搅拌4~12 h进行酯化反应。

4.根据权利要求2所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述进行酰胺化反应为：在25~35 ℃下油浴4~12 h进行酰胺化反应。

5.根据权利要求2所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述花状结构的四氧化三锰纳米酶、所述精氨酸和所述4-二甲氨基吡啶的质量比为2:10:5。

6.根据权利要求2所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述花状结构的四氧化三锰纳米酶溶液中的溶剂选自n-二甲基甲酰胺，所述精氨酸溶液中的溶剂选自水。

7.根据权利要求2所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述mn3o4-arg、所述葡萄糖氧化酶、所述n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐及所述n-羟基丁二酰亚胺的质量比为5:1:25:50。

8.根据权利要求2所述的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述葡萄糖氧化酶溶液中的溶剂选自水。

9.权利要求2-8任一项所述的制备方法制备得到的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物在制备葡萄糖检测设备领域中的应用。

10.权利要求2-8任一项所述的制备方法制备得到的一种gox/arg/mn3o4纳米酶复合物在制备一氧化氮气体疗法设备领域中的应用。

技术总结
本申请属于功能纳米材料技术领域，尤其涉及一种GOx/Arg/Mn<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;纳米酶复合物及制备方法和应用；本申请提供的GOx/Arg/Mn<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;纳米酶复合物可利用修饰的葡萄糖氧化酶（GOx）与花状结构的四氧化三锰纳米酶结合形成高效的生物催化酶级联反应，实现比色检测葡萄糖，并能催化精氨酸释放更多的一氧化氮，从而解决了现有技术中四氧化三锰（Mn<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;）纳米酶难以形成级联反应的技术问题。

技术研发人员：王文霞,蒙振邦,刘小丰,罗航宇,王涵
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31