【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及酶催化，具体涉及一种兼具类氧化酶活性和类过氧化物酶活性的超快反应的钙钛矿纳米酶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、酶是一种重要的生物催化剂，通过催化底物反应，参与能量代谢、信号传导、细胞生理等多种生物学功能，酶促反应具有高催化效率和高底物特异性。由于其对生物进程及生物代谢的具有重要作用，因此被广泛用于生物应用领域，如在食品工业、制药工艺和生物医学等领域均展现出良好的应用前景。
2、由于大多数天然酶均为蛋白质，其反应需在合适的温度和ph条件下进行。而在酸、碱、有机溶剂、重金属盐、高温、紫外线、剧烈震荡酸等非生理条件下，极易发生蛋白质变性从而失去活性，导致其催化性能不稳定性。天然酶在生物体内的含量很低，而体外合成和纯化成本很高，因此天然酶的广泛的应用受到很大限制。
3、纳米酶是一类具有催化性能的纳米材料。相比于天然酶，纳米酶具有较高的稳定性、活性和选择性，因此在催化反应中具有广泛的应用潜力。1997年，一种富勒烯衍生物被发现具有过氧化物歧化酶的活性，成为首个被发现的无机纳米酶。到目前为止，已发现了数十种具有不同催化活性的无机纳米材料。例如，具有类似过氧化物酶活性的fe3o4纳米粒子，金纳米粒子，氧化石墨烯（go）纳米片，聚吡咯纳米粒子；具有类过氧化氢酶 （cat）和类超氧化物歧化酶 （sod） 活性的pt 纳米粒子，钯纳米材料，氧化铈和二氧化锰纳米颗粒；以及具有类似谷胱甘肽过氧化物（gpx） 活性的v2o5纳米线等。
4、钙钛矿是一类具有abx3结构的化合物。目前已有研究发现有些钙钛
5、与生物酶相比，纳米酶具有催化活性强、稳定性高、制备成本低、耐久性好、可以量化生产等优点。另外，一些纳米酶还可以催化一些非自然的生物过程，如生物正交催化。基于这些优异的性能，纳米酶已被广泛应用于生物传感、环境处理、疾病诊疗、神经保护、干细胞生长、抗菌、抗氧化等领域。
6、虽然纳米酶目前已经取得了一些研究进展，但其在制备简易度、酶活性的提高、酶反应灵敏度的提高及在不同环境中的适用性等方面仍有较大的发展潜力。
技术实现思路
1、基于上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种钙钛矿纳米酶及其制备方法和应用，该钙钛矿纳米酶兼具类氧化酶活性和类过氧化物酶活性，具有超快速反应特点，在还原物质检测、酶联免疫技术等领域都具有潜在的应用价值；因其具有ph响应性，且能够生产多种自由基（包括羟基自由基和超氧自由基），因此还具有显著的肿瘤靶向治疗效果。
2、第一方面，本专利技术提供一种钙钛矿纳米酶，具体是指利用其类氧化酶活性和/或类过氧化物酶活性而作为氧化酶和/或过氧化物酶进行应用的一种纳米酶，所述钙钛矿纳米酶为钙钛矿型锰酸钙纳米颗粒材料（camno3，记为cmo），具有立方体钙钛矿结构，其兼具类氧化酶和类过氧化物酶活性。
3、其中，本专利技术钙钛矿纳米酶具有氧化酶活性（oxidase, oxd），其可以催化氧气生成具有细胞毒性的超氧阴离子（·o2-），氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐（tetramethylbenzidine,tmb）发生显色反应。
4、本专利技术钙钛矿纳米酶具有类过氧化物酶活性，其可以催化过氧化氢生成具有细胞毒性的羟基自由基（·oh），氧化tmb发生显色反应。
5、经检测，本专利技术的钙钛矿纳米酶具有超快速反应特点，作为氧化酶能够催化tmb在极短时间（1秒）发生显色反应，作为过氧化物酶能够催化过氧化氢氧化tmb在极短时间（1秒）发生显色反应。
6、另外，当本专利技术的钙钛矿纳米酶作为过氧化物酶进行使用时，ph值会对酶的活性产生影响，对于ph值，在ph值为3.5-7.4均有较好的酶活性，而ph为4处酶活性最高。
7、当本专利技术的钙钛矿纳米酶作为氧化酶进行使用时，ph值会对酶的活性产生影响，对于ph值，在ph值为3.5-7.4均有较好的酶活性，而ph为3.5处酶活性最高。
8、具体地，本专利技术的钙钛矿纳米酶的粒径为100~300 nm。
9、第二方面，本专利技术还提供上述钙钛矿纳米酶的制备方法，通过将硝酸钙、硝酸锰、柠檬酸、乙醇通过溶胶-凝胶法进行反应，再通过高温固相烧结后，获得钙钛矿纳米颗粒材料，即钙钛矿纳米酶。
10、本专利技术的钙钛矿纳米酶的制备方法，具体包括以下步骤：
11、步骤1、将硝酸钙、硝酸锰溶解于水中，再加入柠檬酸，混合均匀后再加入乙醇，获得反应溶液；
12、步骤2、将步骤1中得到的反应溶液进行水浴，蒸发乙醇后，获得凝胶；
13、步骤3、将步骤2中得到的凝胶在烘箱中进行干燥，形成蓬松的蜂窝状前体；
14、步骤4、将步骤3中得到的蜂窝状前体取出，捣碎并研磨成前体粉状；将前体粉末置马弗炉中煅烧，获得钙钛矿纳米颗粒材料，得到钙钛矿纳米酶。
15、具体地，所述步骤1中，柠檬酸是先溶于水，之后将柠檬酸溶液逐滴加至硝酸钙、硝酸锰的混合溶液中，并在加入过程中不断搅拌；所述步骤1中得到的加入乙醇后的反应溶液中，硝酸钙的质量浓度为2.36-2.37%，硝酸锰的质量浓度为1.7-1.8%，柠檬酸的质量浓度为7-8%，乙二醇浓度的体积浓度为5%。
16、具体地，所述步骤2中，将步骤1中得到的反应溶液在80℃进行水浴；所述步骤3中，将步骤2中得到的凝胶在150℃的烘箱中干燥5小时。
17、具体地，所述步骤4中，将前体粉末置马弗炉中煅烧，于500℃煅烧4个小时，于900℃煅烧5个小时，其中，马弗炉从0℃升至500℃的时间为1个小时，之后马弗炉500℃保持4个小时，从500℃升至900℃的时间为1个小时，之后马弗炉900℃保持4个小时，之后自然降温至常温。
18、第三方面，本专利技术提供上述钙钛矿纳米酶在还原性物质检测中的应用。
19、第四方面，本专利技术提供上述钙钛矿纳米酶在酶联免疫检测中的应用。
20、第五方面，本专利技术提供上述钙钛矿纳米酶在在制备肿瘤治疗药物中的应用。
21、本专利技术的有益效果如下：
22、本专利技术的钙钛矿纳米酶，为钙钛矿型锰酸钙复合材料，兼具类氧化酶活性和类过氧化物酶活性，是一种多功能的纳米酶，与现有的其他纳米酶相比，具有超快反应特性，能够催化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐以及过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐在极短时间内发生显色反应，具有优异的长期室温稳定性，在还原物质快速检测、酶联免疫技术等领域均具有重要的应用价值；另外，因其具有优秀的ph响应性及声敏剂特性，能够在肿瘤弱酸性微环境中被活化，并能够被超声进一步激活，产生多种自由基，因此还具有显著的靶向抗肿瘤效果。
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1.一种钙钛矿纳米酶，其特征在于，是指利用其酶活性而作为酶进行应用，所述钙钛矿纳米酶为钙钛矿型锰酸钙纳米颗粒材料，具有立方体钙钛矿结构，兼具类氧化酶活性和类过氧化物酶活性。
2. 根据权利要求1所述的钙钛矿纳米酶，其特征在于，所述钙钛矿纳米酶的粒径为100~300 nm。
3.根据权利要求1～2中任一所述的一种钙钛矿纳米酶的制备方法，其特征在于，将硝酸钙、硝酸锰、柠檬酸、乙醇通过溶胶-凝胶法进行反应，再通过高温固相烧结后，获得钙钛矿型锰酸钙纳米颗粒材料，即钙钛矿纳米酶。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，柠檬酸是先溶于水，之后将柠檬酸溶液逐滴加至硝酸钙、硝酸锰的混合溶液中，并在加入过程中不断搅拌；所述步骤1中得到的反应溶液中，硝酸钙的质量浓度为2.36-2.37%，硝酸锰的质量浓度为1.7-1.8%，柠檬酸的质量浓度为7-8%，乙二醇浓度的体积浓度为5%。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，将步骤1中得到
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，将前体粉末置马弗炉中煅烧，于500℃煅烧4个小时，于900℃煅烧5个小时，其中，马弗炉从0℃升至500℃的时间为1个小时，之后马弗炉500℃保持4个小时，从500℃升至900℃的时间为1个小时，之后马弗炉900℃保持4个小时，之后自然降温至常温。
8.根据权利要求1～2中任一项所述的钙钛矿纳米酶在还原性物质检测中的应用。
9.根据权利要求1～2中任一项所述的钙钛矿纳米酶在酶联免疫检测中的应用。
10.根据权利要求1～2中任一项所述的钙钛矿纳米酶在制备肿瘤治疗药物中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿纳米酶，其特征在于，是指利用其酶活性而作为酶进行应用，所述钙钛矿纳米酶为钙钛矿型锰酸钙纳米颗粒材料，具有立方体钙钛矿结构，兼具类氧化酶活性和类过氧化物酶活性。
2. 根据权利要求1所述的钙钛矿纳米酶，其特征在于，所述钙钛矿纳米酶的粒径为100~300 nm。
3.根据权利要求1～2中任一所述的一种钙钛矿纳米酶的制备方法，其特征在于，将硝酸钙、硝酸锰、柠檬酸、乙醇通过溶胶-凝胶法进行反应，再通过高温固相烧结后，获得钙钛矿型锰酸钙纳米颗粒材料，即钙钛矿纳米酶。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，柠檬酸是先溶于水，之后将柠檬酸溶液逐滴加至硝酸钙、硝酸锰的混合溶液中，并在加入过程中不断搅拌；所述步骤1中得到的反应溶液中，硝酸钙的质量浓度为2.36-2.37%，硝酸锰的质量浓度为1....
【专利技术属性】
技术研发人员：黄丙仓，陈雨，常美琪，王莹，曹馨月，李晓艳，
申请(专利权)人：上海市浦东新区公利医院第二军医大学附属公利医院，
类型：发明
国别省市：
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