本发明涉及一种二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备方法及其应用，属于功能材料技术领域。
背景技术：
纳米酶是一类蕴含酶学特性的纳米材料，能够展现出天然酶才具有的酶催化特性。换而言之，纳米酶既具有纳米材料的独特性能，又具有酶的催化功能。纳米酶是纳米技术与生命科学交叉的产物。纳米酶不仅具有高效的类酶催化效果，而且具有与天然酶一样的催化条件，反应方式和催化机理，以催化反应的进行。纳米酶通常能够在生理温和的条件下高效地催化化学反应。天然酶的一些固有缺陷，如易变性、成本高等，大大限制了其在生物医学、食品安全以及环境保护等领域的实际应用。与天然生物酶相比，纳米酶具有催化效率高、催化效果稳定、性价比高和可宏量制备等的优点，因此纳米酶在医学、化工、食品、农业和环境等领域具有无限的前景。研发新型的纳米酶以模拟天然酶不仅具有重要的科学意义，而且具有巨大的实际应用价值。
多巴胺是一种具有重大意义的分子，聚多巴胺由于其特殊的光电性质，以及生物相容性好等优点，近年来，聚多巴胺成为诸多学科的研究热点且被广泛的应用在医学，生命科学，能源科学，材料科学，催化科学等诸多领域。开发新的方法用于制备新型的基于聚多巴胺的纳米材料以模拟酶对于推动聚多巴胺材料的发展及纳米酶科学具有重大意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备方法及其应用于活性氧的清除，以盐酸多巴胺，硒粉和高锰酸钾为原料，利用氧化-还原法，氧化自聚合及氧化-还原法得到具有三层结构的纳米酶，并利用该纳米酶用于清除体内多余的活性氧，保持体内活性氧的动态平衡，以利于体内与活性氧相关的疾病的治疗。
本发明提出的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硼氢化钠加入低于零点的水中，使硼氢化钠的质量体积浓度为8～15mg/ml，在600r/min下超声搅拌20～40分钟，得到第一溶液；
(2)将硒粉加入到第一溶液中，使硒粉的质量体积浓度为3-8mg/ml，在氮气气氛下，零度以下反应1～6小时，得到第二溶液；
(3)将水、乙醇和质量分数为25％的浓氨水相互混合，混合的质量比例为：水:乙醇:浓氨水＝1:(0.3～3):(0.025～0.1)，对混合液边搅拌，搅拌转速为600r/分钟，搅拌10～30分钟，加入盐酸多巴胺，使盐酸多巴胺在混合液中的质量体积浓度为2.5～4.5g/l，得到第三溶液；
(4)在第三溶液中加入步骤(2)的第二溶液，加入的体积比为：第三溶液:第二溶液＝1:(0.005～0.045)，在室温下反应24-36小时，得到第四溶液；
(5)对第四进行离心处理，并用水和乙醇的混合溶液对离心沉淀物进行洗涤，重复本步骤2-3次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到聚多巴胺-硒纳米粒子；
(6)将步骤(5)得到的聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子溶解在去离子水中，使聚多巴胺-硒纳米粒子的质量体积浓度为20～50mg/ml，对混合液进行超声处理，使聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子充分分散，得到第五溶液；
(7)在第五溶液中加入质量体积浓度为9～27mg/ml的高锰酸钾水溶液，加入体积比为：第五溶液:高锰酸钾＝1:(0.05～0.20)，充分搅拌反应4～8小时,得到第六溶液，对第六溶液进行离心处理，用水和乙醇混合溶液对离心沉淀物洗涤，重复三次离心洗涤三次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶。
本发明制备的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的应用，即将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶用于活性氧的清除，包括以下步骤：
(1)取蛋氨酸、核黄素和硝基四唑蓝依次加入到ph值为7.25的5-10ml的磷酸盐缓冲盐溶液中，使得在该混合溶液中，核黄素、蛋氨酸、硝基四唑蓝的质量比为：核黄素:蛋氨酸:硝基四唑蓝:磷酸盐缓冲溶液＝1:(0.002～0.006):(0.02～0.04):(50000-10000)，充分混合后，得到第七溶液；
(2)将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶加入到第七溶液中，使得在第七溶液中，二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的质量体积溶度为12.5～50ug/ml，充分分散，摇匀后，得到第八溶液，将第八溶液置于紫外灯下照射15分钟，紫外灯照射后，测量混合物的吸光度，溶液中的活性氧被逐渐清除吸光度逐渐下降。
本发明的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米粒子的制备方法及其应用，其优点是：
本发明的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米粒子的制备方法，首次制备出了均匀的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米粒子，即制备的纳米粒子具有三层结构，从内到外依次为：硒内核层，聚多巴胺中间层及二氧化锰外层。本发明制备方法工艺简单，操作方便，以盐酸多巴胺，硒粉和高锰酸钾为原料，利用氧化-还原法，氧化自聚合及氧化-还原法得到具有三层结构的纳米酶。本发明制备的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米粒子，显示出了优异的纳米酶的活性，能够快速高效的清除超氧自由基，且该纳米酶的生物相容性好，稳定性高，为生物医疗领域清除活性氧提供了新的选择。利用该纳米酶用于清除体内多余的活性氧，保持体内活性氧的动态平衡，将利于体内与活性氧相关的疾病的治疗。
附图说明
图1是本发明方法制备的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的透射电子显微镜(tem)图。
图2二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶清除活性氧的紫外吸收图。
具体实施方式
本发明提出的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硼氢化钠加入低于零点的水中，使硼氢化钠的质量体积浓度为8～15mg/ml，在600r/min下超声搅拌20～40分钟，得到第一溶液；
(2)将硒粉加入到第一溶液中，使硒粉的质量体积浓度为3-8mg/ml，在氮气气氛下，零度以下反应1～6小时，得到第二溶液；
(3)将水、乙醇和质量分数为25％的浓氨水相互混合，混合的质量比例为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:(0.3～3):(0.025～0.1)，对混合液边搅拌，搅拌转速为600r/分钟，搅拌10～30分钟，加入盐酸多巴胺，使盐酸多巴胺在混合液中的质量体积浓度为2.5～4.5g/l，得到第三溶液；
(4)在第三溶液中加入步骤(2)的第二溶液，加入的体积比为：第三溶液:第二溶液＝1:(0.005～0.045)，在室温下反应24-36小时，得到第四溶液；
(5)对第四进行离心处理，并用水和乙醇的混合溶液对离心沉淀物进行洗涤，重复本步骤2-3次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到聚多巴胺-硒纳米粒子；
(6)将步骤(5)得到的聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子溶解在去离子水中，使聚多巴胺-硒纳米粒子的质量体积浓度为20～50mg/ml，对混合液进行超声处理，使聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子充分分散，得到第五溶液；
(7)在第五溶液中加入质量体积浓度为9～27mg/ml的高锰酸钾水溶液，加入体积比为：第五溶液:高锰酸钾＝1:(0.05～0.20)，充分搅拌反应4～8小时,得到第六溶液，对第六溶液进行离心处理，用水和乙醇混合溶液对离心沉淀物洗涤，重复三次离心洗涤三次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶。
本发明制备的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的应用，即将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶用于活性氧的清除，包括以下步骤：
(1)取蛋氨酸、核黄素和硝基四唑蓝依次加入到ph值为7.25的5-10ml的磷酸盐缓冲盐溶液中，使得在该混合溶液中，核黄素、蛋氨酸、硝基四唑蓝的质量比为：核黄素:蛋氨酸:硝基四唑蓝:磷酸盐缓冲溶液＝1:(0.002～0.006):(0.02～0.04):(50000-10000)，充分混合后，得到第七溶液；
(2)将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶加入到第七溶液中，使得在第七溶液中，二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的质量体积溶度为12.5～50ug/ml，充分分散，摇匀后，得到第八溶液，将第八溶液置于紫外灯下照射15分钟，紫外灯照射后，测量混合物的吸光度，溶液中的活性氧被逐渐清除随着二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的浓度增加，紫外吸收曲线的吸光度逐渐下降。
本发明方法制备的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的tem如图1所示，从图1中可以看出，利用氧化自聚合及氧化-还原法得到的纳米酶具有三层结构，该纳米酶大约为100-150纳米。其中内核为硒纳米粒子，尺寸大约为20纳米，中间层为聚多巴胺，尺寸大约为40纳米，最外层为二氧化锰，大约为20纳米。
图2是二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶清除活性氧的紫外吸收图，从图2中可以看出，随着二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶浓度的升高，紫外吸收曲线的吸光度下降，这表明，由于对活性氧的清除效果增强，使溶液中活性氧的浓度减小。
以下介绍本发明方法的实施例：
实施例1：
二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备：
(1)将硼氢化钠加入低于零点的水中，使硼氢化钠的质量体积浓度为8mg/ml，在600r/min下超声搅拌20分钟，得到第一溶液；
(2)将硒粉加入到第一溶液中，使硒粉的质量体积浓度为3mg/ml，在氮气气氛下，零度以下反应1小时，得到第二溶液；
(3)将水、乙醇和质量分数为25％的浓氨水相互混合，混合的质量比例为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:0.3:0.025，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为600r/分钟，搅拌10分钟，加入盐酸多巴胺，使盐酸多巴胺在混合液中的质量体积浓度为2.5g/l，得到第三溶液；
(4)在第三溶液中加入步骤(2)的第二溶液，加入的体积比为：第三溶液:第二溶液＝1:0.005，在室温下反应24小时，得到第四溶液；
(5)对第四进行离心处理，并用水和乙醇的混合溶液对离心沉淀物进行洗涤，重复本步骤2-3次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到聚多巴胺-硒纳米粒子；
(6)将步骤(5)得到的聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子溶解在去离子水中，使聚多巴胺-硒纳米粒子的质量体积浓度为20mg/ml，对混合液进行超声处理，使聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子充分分散，得到第五溶液；
(7)在第五溶液中加入质量体积浓度为9mg/ml的高锰酸钾水溶液，加入体积比为：第五溶液:高锰酸钾＝1:0.05，充分搅拌反应4小时,得到第六溶液，对第六溶液进行离心处理，用水和乙醇混合溶液对离心沉淀物洗涤，重复三次离心洗涤三次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶。
实施例2：
二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备:
(1)将硼氢化钠加入低于零点的水中，使硼氢化钠的质量体积浓度为10mg/ml，在600r/min下超声搅拌30分钟，得到第一溶液；
(2)将硒粉加入到第一溶液中，使硒粉的质量体积浓度为5mg/ml，在氮气气氛下，零度以下反应3小时，得到第二溶液；
(3)将水、乙醇和质量分数为25％的浓氨水相互混合，混合的质量比例为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:1:0.05，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为600r/分钟，搅拌10分钟，加入盐酸多巴胺，使盐酸多巴胺在混合液中的质量体积浓度为3.0g/l，得到第三溶液；
(4)在第三溶液中加入步骤(2)的第二溶液，加入的体积比为：第三溶液:第二溶液＝1:0.01，在室温下反应24小时，得到第四溶液；
(5)对第四进行离心处理，并用水和乙醇的混合溶液对离心沉淀物进行洗涤，重复本步骤2-3次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到聚多巴胺-硒纳米粒子；
(6)将步骤(5)得到的聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子溶解在去离子水中，使聚多巴胺-硒纳米粒子的质量体积浓度为30mg/ml，对混合液进行超声处理，使聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子充分分散，得到第五溶液；
(7)在第五溶液中加入质量体积浓度为9mg/ml的高锰酸钾水溶液，加入体积比为：第五溶液:高锰酸钾＝1:0.1，充分搅拌反应6小时,得到第六溶液，对第六溶液进行离心处理，用水和乙醇混合溶液对离心沉淀物洗涤，重复三次离心洗涤三次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶。
实施例3：
二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备：
(1)将硼氢化钠加入低于零点的水中，使硼氢化钠的质量体积浓度为10mg/ml，在600r/min下超声搅拌30分钟，得到第一溶液；
(2)将硒粉加入到第一溶液中，使硒粉的质量体积浓度为8mg/ml，在氮气气氛下，零度以下反应3小时，得到第二溶液；
(3)将水、乙醇和质量分数为25％的浓氨水相互混合，混合的质量比例为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:2:0.025，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为600r/分钟，搅拌30分钟，加入盐酸多巴胺，使盐酸多巴胺在混合液中的质量体积浓度为2.5g/l，得到第三溶液；
(4)在第三溶液中加入步骤(2)的第二溶液，加入的体积比为：第三溶液:第二溶液＝1:0.03，在室温下反应30小时，得到第四溶液；
(5)对第四进行离心处理，并用水和乙醇的混合溶液对离心沉淀物进行洗涤，重复本步骤2-3次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到聚多巴胺-硒纳米粒子；
(6)将步骤(5)得到的聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子溶解在去离子水中，使聚多巴胺-硒纳米粒子的质量体积浓度为40mg/ml，对混合液进行超声处理，使聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子充分分散，得到第五溶液；
(7)在第五溶液中加入质量体积浓度为20mg/ml的高锰酸钾水溶液，加入体积比为：第五溶液:高锰酸钾＝1:0.15，充分搅拌反应6小时,得到第六溶液，对第六溶液进行离心处理，用水和乙醇混合溶液对离心沉淀物洗涤，重复三次离心洗涤三次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶。
实施例4：
二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备：
(1)将硼氢化钠加入低于零点的水中，使硼氢化钠的质量体积浓度为15mg/ml，在600r/min下超声搅拌40分钟，得到第一溶液；
(2)将硒粉加入到第一溶液中，使硒粉的质量体积浓度为8mg/ml，在氮气气氛下，零度以下反应6小时，得到第二溶液；
(3)将水、乙醇和质量分数为25％的浓氨水相互混合，混合的质量比例为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:3:0.1，对混合液边加热边搅拌，搅拌转速为600r/分钟，搅拌30分钟，加入盐酸多巴胺，使盐酸多巴胺在混合液中的质量体积浓度为4.5g/l，得到第三溶液；
(4)在第三溶液中加入步骤(2)的第二溶液，加入的体积比为：第三溶液:第二溶液＝1:0.045，在室温下反应36小时，得到第四溶液；
(5)对第四进行离心处理，并用水和乙醇的混合溶液对离心沉淀物进行洗涤，重复本步骤2-3次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到聚多巴胺-硒纳米粒子；
(6)将步骤(5)得到的聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子溶解在去离子水中，使聚多巴胺-硒纳米粒子的质量体积浓度为50mg/ml，对混合液进行超声处理，使聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子充分分散，得到第五溶液；
(7)在第五溶液中加入质量体积浓度为27mg/ml的高锰酸钾水溶液，加入体积比为：第五溶液:高锰酸钾＝1:0.20，充分搅拌反应8小时,得到第六溶液，对第六溶液进行离心处理，用水和乙醇混合溶液对离心沉淀物洗涤，重复三次离心洗涤三次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶。
实施例5：
二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶用于活性氧的清除：
(1)取蛋氨酸，核黄素，和硝基四唑蓝依次加入到5ml的磷酸缓冲盐溶液中，使得在该混合溶液中，核黄素，蛋氨酸，硝基四唑蓝，磷酸盐缓冲溶液的质量比为:核黄素:蛋氨酸:硝基四唑蓝:磷酸盐缓冲溶液＝1:0.002:0.02:50000，充分混合后，得到第七溶液。
(2)将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶加入到第七溶液中，使得在第七溶液中，二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的质量体积溶度为12.5μg/ml。充分分散，摇匀后，得到第八溶液。将第八溶液置于紫外灯下照射15分钟。紫外灯照射后，测量混合物的吸光度。
实施例6：
二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶用于活性氧的清除：
(1)取蛋氨酸，核黄素，和硝基四唑蓝依次加入到8ml的磷酸缓冲盐溶液中，使得在该混合溶液中，核黄素，蛋氨酸，硝基四唑蓝，磷酸盐缓冲溶液的质量比为:核黄素:蛋氨酸:硝基四唑蓝:磷酸盐缓冲溶液＝1:0.006:0.02:80000，充分混合后，得到第七溶液。
(2)将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶加入到第七溶液中，使得在第七溶液中，二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的质量体积溶度为25μg/ml。充分分散，摇匀后，得到第八溶液。将第八溶液置于紫外灯下照射15分钟。紫外灯照射后，测量混合物的吸光度。
实施例7：
二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶用于活性氧的清除：
(1)取蛋氨酸，核黄素，和硝基四唑蓝依次加入到10ml的磷酸缓冲盐溶液中，使得在该混合溶液中，核黄素，蛋氨酸，硝基四唑蓝，磷酸盐缓冲溶液的质量比为:核黄素:蛋氨酸:硝基四唑蓝:磷酸盐缓冲溶液＝1:0.006:0.04:100000，充分混合后，得到第七溶液。
(2)将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶加入到第七溶液中，使得在第七溶液中，二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的质量体积溶度为50ug/ml。充分分散，摇匀后，得到第八溶液。将第八溶液置于紫外灯下照射15分钟。紫外灯照射后，测量混合物的吸光度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
1.一种二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的制备方法，其特点在于该方法包括以下步骤：
(1)将硼氢化钠加入低于零点的水中，使硼氢化钠的质量体积浓度为8～15mg/ml，在600r/min下超声搅拌20～40分钟，得到第一溶液；
(2)将硒粉加入到第一溶液中，使硒粉的质量体积浓度为3-8mg/ml，在氮气气氛下，零度以下反应1～6小时，得到第二溶液；
(3)将水、乙醇和质量分数为25％的浓氨水相互混合，混合的质量比例为：水:无水低碳醇:浓氨水＝1:(0.3～3):(0.025～0.1)，对混合液边搅拌，搅拌转速为600r/分钟，搅拌10～30分钟，加入盐酸多巴胺，使盐酸多巴胺在混合液中的质量体积浓度为2.5～4.5g/l，得到第三溶液；
(4)在第三溶液中加入步骤(2)的第二溶液，加入的体积比为：第三溶液:第二溶液＝1:(0.005～0.045)，在室温下反应24-36小时，得到第四溶液；
(5)对第四进行离心处理，并用水和乙醇的混合溶液对离心沉淀物进行洗涤，重复本步骤2-3次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到聚多巴胺-硒纳米粒子；
(6)将步骤(5)得到的聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子溶解在去离子水中，使聚多巴胺-硒纳米粒子的质量体积浓度为20～50mg/ml，对混合液进行超声处理，使聚多巴胺-硒纳米酶纳米粒子充分分散，得到第五溶液；
(7)在第五溶液中加入质量体积浓度为9～27mg/ml的高锰酸钾水溶液，加入体积比为：第五溶液:高锰酸钾＝1:(0.05～0.20)，充分搅拌反应4～8小时,得到第六溶液，对第六溶液进行离心处理，用水和乙醇混合溶液对离心沉淀物洗涤，重复三次离心洗涤三次，将最后的离心沉淀物冷冻干燥，得到二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶。
2.如权利要求1制备的二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶的应用，其特征在于将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒纳米酶用于活性氧的清除，包括以下步骤：
(1)取蛋氨酸、核黄素和硝基四唑蓝依次加入到ph值为7.25的5-10ml的磷酸盐缓冲盐溶液中，使得在该混合溶液中，核黄素、蛋氨酸、硝基四唑蓝的质量比为：核黄素:蛋氨酸:硝基四唑蓝:磷酸盐缓冲溶液＝1:(0.002～0.006):(0.02～0.04):(50000-10000)，充分混合后，得到第七溶液；
(2)将二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶加入到第七溶液中，使得在第七溶液中，二氧化锰包裹的聚多巴胺-硒的纳米酶的质量体积溶度为12.5～50ug/ml，充分分散，摇匀后，得到第八溶液，将第八溶液置于紫外灯下照射15分钟，紫外灯照射后，测量混合物的吸光度，溶液中的活性氧被逐渐清除吸光度逐渐下降。
技术总结