一种具有多酶活性的Fe/Mn-SNC双单原子纳米材料及其制备方法和用途与流程

本发明属于医用纳米材料，具体涉及一种具有多酶活性的fe/mn-snc双单原子纳米材料及其制备方法和用途。

背景技术：

1、经过数十亿年的进化，天然酶表现出了多功能的催化能力，能够在不同的生物系统中进行高效的级联反应，同时保持卓越的产品选择性。然而，天然酶的一些固有的脆弱性，如制备难度大、易变性、成本高以及回收、保存困难，这阻碍了其在生物医学领域的实际应用。

2、为了解决这些问题，早在20世纪70年代以来，人们就一直在尝试人工模仿酶，通过将金属辅因子和催化活性位点整合到支架中(主要是蛋白质)，将其称为人工纳米酶。在此背景下，许多称为具有均匀配位催化位点的单原子催化剂(sac)的纳米催化剂已被广泛合成、表征和实现。这个不断发展的工具箱为生物学科学家提供了新的途径来重新审视复杂的酶催化和设计先进的人工酶。

3、基于此，本发明人设计和开发了一种具有多酶活性的新型fe/mn-snc双单原子纳米材料。研究发现，该fe/mn-snc可以发生级联反应，在不外加ros的情况下自产生ros。可以快速杀死细菌，并且不具有耐药性，普适性强。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种具有多酶活性的新型fe/mn-snc双单原子纳米材料及其制备方法和用途。该材料能够快速杀死细菌(特别是耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌，mrsa)，并且不具有耐药性，因此具有重要的科学意义和巨大的商业价值。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下所示：

3、在第一个方面中，本发明提供了一种具有多酶活性的fe/mn-snc双单原子纳米材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、步骤1：制备粉末femn-mof：将1～5g zn(no3)2·6h2o以及20～80mg mn(oac)2和20～80mg fe(no3)2·9h2o同时加入到50～100ml有机溶剂中，搅拌，制备金属前驱体溶液；将1～5g 2-甲基咪唑溶解于50～100ml有机溶剂中，制备配体溶液；然后，将上述金属前驱体溶液立即加入到上述配体溶液中，持续搅拌，用有机溶剂洗涤几次，并在真空烘箱中干燥过夜得到粉末femn-mof；

5、步骤2：采用一步热解策略制备femn-snc dasc：将10～50mg硫磺粉均匀混合0.5～5g二氰二胺装入瓷舟放入管式炉上游，将50～150mg femn mof粉末置于瓷舟放入管式炉下游，然后在800～1200℃下以5℃ min-1的速率在ar气氛下热解一段时间，得到femn-sncdasc。

6、作为可选的方式，在上述制备方法中，所述制备方法包括以下步骤：

7、步骤1：制备粉末femn-mof：将2～4g zn(no3)2·6h2o以及50～70mg mn(oac)2和50～70mg fe(no3)2·9h2o同时加入到70～90ml有机溶剂中，搅拌20～40min，制备金属前驱体溶液；将2～4g 2-甲基咪唑溶解于70～90ml有机溶剂中，制备配体溶液；然后，将上述金属前驱体溶液立即加入到上述配体溶液中，持续搅拌4～6h，用有机溶剂洗涤几次，并在真空烘箱中干燥过夜得到粉末femn-mof；

8、步骤2：采用一步热解策略制备femn-snc dasc：将20～40mg硫磺粉均匀混合0.5～2g二氰二胺装入瓷舟放入管式炉上游，将80～120mg femn mof粉末置于瓷舟放入管式炉下游，然后在900～1100℃下以5℃ min-1的速率在ar气氛下热解1～5h，得到femn-snc dasc。

9、作为可选的方式，在上述制备方法中，所述制备方法包括以下步骤：

10、步骤1：制备粉末femn-mof：将2.94g zn(no3)2·6h2o和60mg mn(oac)2+60mg fe(no3)2·9h2o同时加入到80ml无水甲醇中，搅拌30min，制备金属前驱体溶液。将3.24g 2-甲基咪唑溶解于80ml甲醇溶液中，制备配体溶液。然后，将上述金属前驱体溶液立即加入到上述配体溶液中，并持续搅拌5h。用甲醇洗涤三次，并在60℃的真空烘箱中干燥过夜得到粉末femn-mof。

11、步骤2：采用一步热解策略制备femn-snc dasc：将30mg硫磺粉均匀混合1g二氰二胺装入瓷舟放入管式炉上游，将100mg femn mof粉末置于瓷舟放入管式炉下游，然后在1000℃下以5℃ min-1的速率在ar气氛下热解2h，得到femn-snc dasc。

12、作为可选的方式，在上述制备方法中，所述有机溶剂是甲醇。

13、在第二个方面中，本发明提供了上述第一个方面所述的制备方法制备得到的fe/mn-snc双单原子纳米材料。

14、作为可选的方式，在上述纳米材料中，所述纳米材料具有yolk–shell结构。

15、作为可选的方式，在上述纳米材料中，所述多酶活性包括类氧化酶(oxd)、类谷胱甘肽氧化酶(gpx)、类超氧化物歧化酶(sod)和过氧化物酶(pod)的活性。

16、作为可选的方式，在上述纳米材料中，所述多酶活性为类氧化酶(oxd)、类谷胱甘肽氧化酶(gpx)、类超氧化物歧化酶(sod)和类过氧化物酶(pod)的活性。

17、在第三个方面中，本发明提供了上述第二个方面所述的纳米材料在制备用于清除细菌的抗菌剂中的用途。

18、作为可选的方式，在上述用途中，所述抗菌剂具有广谱抗菌作用。

19、作为可选的方式，在上述用途中，所述细菌包括大肠杆菌和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(mrsa)。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有点和积极效果：

21、(1)本发明设计和开发的fe/mn-snc双单原子采用局域精细调控策略，精细调节宿主表面和空间结构以承载金属双活性位点之间的关系，通过一步热解法，配体刻蚀热解的策略合成形貌为yolk–shell结构双单原子纳米酶，结构性质稳定，具有丰富的活性位点，可最大限度起到类酶活性。

22、(2)本发明设计和开发的纳米材料具有多酶活性，可引发自身的级联反应，从而产生丰富的ros，起到抗菌(特别是耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌，mrsa)作用，并且不具有耐药性，普适性强，因此具有重要的科学意义和巨大的商业价值。

1.一种具有多酶活性的fe/mn-snc双单原子纳米材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂是甲醇。

4.采用权利按要求1至3中任一项所述的制备方法制备得到的fe/mn-snc双单原子纳米材料。

5.根据权利要求4所述的纳米材料，其特征在于：所述纳米材料具有yolk–shell结构。

6.根据权利要求4所述的纳米材料，其特征在于：所述多酶活性包括类氧化酶(oxd)、类谷胱甘肽氧化酶(gpx)、类超氧化物歧化酶(sod)和类过氧化物酶(pod)的活性。

7.权利要求4至6中任一项所述的纳米材料在制备用于清除细菌的抗菌剂中的用途。

8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于：所述抗菌剂具有广谱抗菌作用。

9.根据权利要求7所述的用途，其特征在于：所述细菌包括大肠杆菌和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(mrsa)。