【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于近红外光催化，具体涉及一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法。
技术介绍
1、羟基自由基是一种具有高反应活性的自由基，被广泛应用于环境治理、污染控制、病毒灭活和肿瘤杀伤等领域。此外，羟基自由基还被用于引发自由基聚合，获取了多种性能优异的聚合物材料。目前产生羟基自由基的技术主要有：芬顿反应法、电化学氧化法、光化学氧化法等，但这些方法一般都需要使用大量的氧化剂/催化剂或者借助于高能量的短波光(如紫外光)，不仅操作繁琐、条件苛刻，往往还需要借助复杂的反应装置。近年来，随着可持续发展理念的深入人心，社会各界逐渐意识到保护环境的重要性，迫切需要开发一种简单、绿色的方法，以温和的方式产生羟基自由基。
2、近红外光占据太阳能光谱能量的一半以上，合理使用近红外光有利于最大化利用太阳能。相较于短波长的光，近红外光最大的特点是具有强的穿透能力，被广泛应用于工业材料干燥、深层组织修复、光动力治疗、光热治疗等领域。酶被称为天然的催化剂，可以在温和的条件下高效、专一地催化特定的生化反应。若是能将酶催化与近红外光催化进行级联形成一种超分子近红外光酶去产生羟基自由基，将会极大增加反应体系的生物兼容性。此外，通过控制级联催化体系各个组分的量，可以控制羟基自由基的产生速率和浓度，对特定的应用场景，如可控自由基聚合、超高分子量聚合物的制备、光动力治疗等领域将产生深刻的影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种氧化酶-酞菁超分子近红外光
2、本专利技术所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其步骤如下：
3、(1)将氧化酶和酞菁依次加入到缓冲溶液或水中，使其浓度分别为1～1000u/ml和0.1～1000μm，搅拌均匀制备出含有超分子近红外光酶的溶液；
4、(2)向步骤(1)得到的超分子近红外光酶溶液中加入氧化酶的底物，使其浓度为1～500mm；然后，在0～60℃的条件下静置0～100分钟，产生过氧化氢；
5、(3)将步骤(2)反应完的溶液置于近红外光下照射，使酞菁在近红外光的照射下光敏化过氧化氢生产羟基自由基。
6、氧化酶有两个作用：一是通过消耗底物和氧气产生过氧化氢；二是通过非共价相互作用对酞菁限域，增加其光敏化过氧化氢生产羟基自由基的能力和效率。
7、进一步地，步骤(1)中氧化酶为葡萄糖-甲醇-胆碱(gmc)氧化还原酶家族中的氧化酶以及其他可以除氧产生过氧化氢的酶；优选地，氧化酶为葡萄糖氧化酶、胆碱氧化酶、吡喃糖氧化酶、甲酸氧化酶、乳酸氧化酶、草酸氧化酶、胆固醇氧化酶中的一种或多种，其对应的底物分别为葡萄糖、胆碱、葡萄糖、甲酸、乳酸、草酸、胆固醇；
8、酞菁为含配位金属(铝、锌、铜、镁、铁、镍、锂、锰等)的酞菁或萘菁；不含配位金属的酞菁或萘菁；含取代基(羧基、磺酸基、1～10个碳的碳氧基、乙二醇取代基)的酞菁；优选地，酞菁为四磺酸基酞菁锌、四羧酸基酞菁锌、四磺酸基酞菁铝、四羧酸基酞菁铝、酞菁锌、酞菁铝中的一种或多种；
9、缓冲溶液为磷酸缓冲液、柠檬酸磷酸缓冲液、碳酸磷酸缓冲液、醋酸缓冲液、巴比妥酸磷酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷磷酸缓冲液中的一种或多种；
10、缓冲溶液或水中，氧化酶和酞菁的浓度分别为20～300u/ml和1～50μm；
11、步骤(2)中，氧化酶底物的浓度为1～50mm；在10～30℃的条件下静置5～30分钟；
12、步骤(3)中，近红外催化生产羟基自由基所使用的近红外光源的中心发射波长为600～900nm，光源的能量密度为10～1000mw/cm-2；优选地，近红外光源的中心发射波长为700～750nm，光源的能量密度为20～140mw/cm-2。
13、本专利技术的方法有如下优点：首先，将氧化酶除氧与近红外光催化级联起来生产羟基自由基是本专利技术第一次提出并使用，方法创新且操作简单，在温和的条件下即可生成羟基自由基。其次，相较于传统的光敏化双氧水生成羟基自由基的方法，本专利技术通过制备超分子近红外光酶，可在更低的双氧水浓度和光催化剂的载量下生成羟基自由基。超分子光酶的限域作用，使得酶除氧产生的双氧水可快速、原位地被酞菁利用，大幅度提高了羟基自由基产生的效率，降低了酞菁的用量。最后，可以通过控制酶、底物和酞菁的浓度来控制羟基自由基的生成速率，这对特定的应用场景如超高分子量聚合物的制备具有重要的意义。本专利技术能够极大的促进羟基自由基在可控自由基聚合、光动力治疗和3d打印等领域的应用。
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1.一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其特征在于：步骤(1)中氧化酶为葡萄糖氧化酶、胆碱氧化酶、吡喃糖氧化酶、甲酸氧化酶、乳酸氧化酶、草酸氧化酶、胆固醇氧化酶中的一种或多种；酞菁为四磺酸基酞菁锌、四羧酸基酞菁锌、四磺酸基酞菁铝、四羧酸基酞菁铝、酞菁锌、酞菁铝中的一种或多种；缓冲溶液为磷酸缓冲液、柠檬酸磷酸缓冲液、碳酸磷酸缓冲液、醋酸缓冲液、巴比妥酸磷酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷磷酸缓冲液中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其特征在于：步骤(1)缓冲溶液或水中，氧化酶和酞菁的浓度分别为20～300U/mL和1～50μM。
4.如权利要求1所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其特征在于：氧化酶的底物分别为葡萄糖、胆碱、葡萄糖、甲酸、乳酸、草酸、胆固醇中的一种。
5.如权利要求1所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联
6.如权利要求1所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其特征在于：步骤(3)中，近红外光源的中心发射波长为600～900nm，光源的能量密度为10～1000mW/cm-2。
7.如权利要求6所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其特征在于：近红外光源的中心发射波长为700～750nm，光源的能量密度为20～140mW/cm-2。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其特征在于：步骤(1)中氧化酶为葡萄糖氧化酶、胆碱氧化酶、吡喃糖氧化酶、甲酸氧化酶、乳酸氧化酶、草酸氧化酶、胆固醇氧化酶中的一种或多种；酞菁为四磺酸基酞菁锌、四羧酸基酞菁锌、四磺酸基酞菁铝、四羧酸基酞菁铝、酞菁锌、酞菁铝中的一种或多种；缓冲溶液为磷酸缓冲液、柠檬酸磷酸缓冲液、碳酸磷酸缓冲液、醋酸缓冲液、巴比妥酸磷酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷磷酸缓冲液中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种氧化酶-酞菁超分子近红外光酶级联催化生产羟基自由基的方法，其特征在于：步骤(1)缓冲溶液或水中，氧化酶和酞菁的浓度分别为20～300u/ml和1～50μm。
4.如权...
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