1.一种多孔纳米酶,其为金属离子与蛋白质结合物在硼氢化钠作用下自组装成的蛋白‑金属泡沫材料,所述金属离子与蛋白质结合物为金属离子与蛋白质结合而成;
3+ + 2+ 2+ 3+ 2+ 3+ 2+ 3+ 4+ 2+所述金属离子包括Ce 、 Ag 、 Ca 、 Sr 、 Cr 、 Zn 、 In 、Cu 、 Fe 、 Sn 、 Cd 、
2+ 2+ 2+ 2+ 3+ 3+ 2+ 3+ 3+ 2+ 3+ 3+Pb 、 Co 、 Mn 、 Ni 、 Ru 、 Rh 、 Pd 、 Pt 、 Au 、 Hg 、 Bi 、 La 中的任意一种或几种;
所述蛋白质包括牛血清白蛋白、溶菌酶、乳铁蛋白、胰岛素、α‑乳白蛋白、人血清白蛋白、纤维蛋白原、β‑淀粉样蛋白、Aβ肽、α‑突触核蛋白、胱抑素C、亨廷顿蛋白、免疫球蛋白轻链、β‑乳球蛋白、核糖核酸酶A、细胞色素C、α‑淀粉酶、辣根过氧化物酶、胃蛋白酶、肌红蛋白、胶原蛋白、角蛋白、大豆蛋白、血红蛋白、DNA聚合酶、干酪素、胰蛋白酶、糜蛋白酶、甲状腺球蛋白、转铁蛋白、纤维蛋白原、山羊血清、小鼠血清、免疫球蛋白、乳蛋白、卵白蛋白、刀豆蛋白、鱼皮胶原蛋白、超氧化物歧化酶、胰脂肪酶、漆酶、组蛋白、胶原酶、纤维素酶、谷蛋白、粘蛋白、转谷氨酰胺酶、β‑半乳糖苷酶中的任意一种或几种;
每2 60g的蛋白质结合0.01 0.5mol的金属离子;
~ ~
3
所述多孔纳米酶的容重为78.4 196N/m;
~
将蛋白质缓冲液与金属离子缓冲液混合孵育,孵育后快速加入预冷的NaBH4水溶液在室温下反应,然后将数秒内生成的泡沫冷冻干燥,得到多孔纳米酶。
3+ + 2+
2.根据权利要求1所述的多孔纳米酶,其特征在于,金属离子为Ce 、Ag 、Ca 中任意一种;
和/或,蛋白质为牛血清白蛋白、溶菌酶中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的多孔纳米酶,其特征在于,每10 60g的蛋白质结合0. 05~ ~
0.5mol的金属离子。
4.根据权利要求1所述的多孔纳米酶,其特征在于,每30 60g的蛋白质结合0. 05~ ~
0.5mol的金属离子。
5.根据权利要求1所述的多孔纳米酶,其特征在于,每2 60g的蛋白质对应0.05mol的硼~氢化钠。
6.根据权利要求1所述的多孔纳米酶,其特征在于,每10 60g的蛋白质对应0.05mol的~硼氢化钠。
7.根据权利要求1所述的多孔纳米酶,其特征在于,每30 60g的蛋白质对应0.05mol的~硼氢化钠。
8.根据权利要求1至7任一所述的多孔纳米酶,其特征在于,所述多孔纳米酶在pH3 11~具有催化活性。
9.根据权利要求1至7任一所述的多孔纳米酶,其特征在于,所述多孔纳米酶在pH5 9具~有高催化活性。
10.根据权利要求1至7任一所述的多孔纳米酶,其特征在于,所述多孔纳米酶在0 80℃~具有高催化活性。
11.根据权利要求1至7任一所述的多孔纳米酶,其特征在于,所述多孔纳米酶在10 45~℃具有高催化活性。
12.一种权利要求1至11任一所述的多孔纳米酶的制备方法,其特征在于,包括:金属离子与蛋白质在溶液中混合,加入硼氢化钠形成多孔的蛋白‑金属泡沫材料,冷冻干燥获得多孔纳米酶。
13.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,包括:将蛋白质缓冲液与金属离子缓冲液混合孵育,孵育后快速加入预冷的NaBH4水溶液在室温下反应,然后将数秒内生成的泡沫冷冻干燥,得到多孔纳米酶。
14.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,混合孵育条件为:2~60mg/mL蛋白质缓冲液与0.01‑0.5 M 金属离子缓冲溶液混合,孵育1 10分钟。
~
15.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,蛋白质缓冲液与金属离子缓冲液等体积混合。
16.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,加入的NaBH4水溶液浓度为0.05M。
17.根据权利要求16的制备方法,其特征在于,NaBH4水溶液为新鲜制备的溶液。
18.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,冷冻干燥时间为12 28h。
~
19.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,冷冻干燥时间为24h。
20.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,蛋白质缓冲液或金属离子缓冲溶液中的缓冲液采用HEPES缓冲液、Tris、枸橼酸‑磷酸氢二钠、氨-氯化铵缓冲液、醋酸-醋酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲液中的一种或几种。
21.根据权利要求12的制备方法,其特征在于,制备步骤包括:2~60mg/mL蛋白质缓冲溶液与0.01‑0.5 M 金属离子缓冲溶液混合,孵育1‑10分钟后,快速加入新鲜制备的冰冷
0.05 M NaBH4水溶液后在室温下反应,然后将数秒内生成的泡沫冷冻干燥24 h即可得到多孔纳米酶。
22.根据权利要求21的制备方法,其特征在于,蛋白质缓冲溶液的pH为7.2。
23.根据权利要求22的制备方法,其特征在于,制备步骤包括:60mg/mL蛋白质缓冲溶液与等体积的0.37M 金属离子缓冲溶液混合,孵育1‑10分钟后,快速加入新鲜制备的冰冷
0.05 M NaBH4水溶液后在室温下反应,然后将数秒内生成的泡沫冷冻干燥24 h即可得到多孔纳米酶。
3+
24.根据权利要求23的制备方法,其特征在于,金属离子缓冲液为Ce 缓冲液。
25.一种多孔纳米酶晶体,其特征在于,为多孔纳米酶在空气中燃烧而成的多孔纳米酶晶体,所述多孔纳米酶为权利要求1至11任一所述的多孔纳米酶或权利要求12至24任一所述的制备方法所制的多孔纳米酶。
26.一种多孔纳米酶晶体的制备方法,其特征在于,包括:将权利要求1至11任一所述的多孔纳米酶或权利要求12至24任一所述的制备方法所制的多孔纳米酶在空气中燃烧得到多孔纳米酶晶体。
27.根据权利要求26的制备方法,其特征在于,燃烧时间为10 30min。
~
28.根据权利要求26的制备方法,其特征在于,燃烧温度为400 700℃。
~
29.一种多孔纳米酶复合物,其特征在于,包括利要求1至3任一所述的多孔纳米酶、或权利要求12至24任一所述的制备方法所制的多孔纳米酶、或权利要求25所述的多孔纳米酶晶体或权利要求26至28任一所述的制备方法所制的多孔纳米酶晶体,及负载在所述多孔纳米酶或多孔纳米酶晶体上的功能分子。
30.根据权利要求29所述的多孔纳米酶复合物,其特征在于,所述功能分子包括催化分子、药物分子、光敏剂、小分子荧光染料、甲苯胺蓝O、淀粉样蛋白结合分子以及疏水性荧光探针中的一种或几种。
31.根据权利要求29所述的多孔纳米酶复合物,其特征在于,所述功能分子包括普鲁士蓝、四环素、亚甲基蓝、罗丹明6G、吖啶橙、甲苯胺蓝O、刚果红、硫磺素T和8‑苯胺基‑1‑萘磺酸盐中的一种或几种。
32.根据权利要求29所述的多孔纳米酶复合物,其特征在于,所述功能分子采用一步浸泡法负载在所述多孔纳米酶或多孔纳米酶晶体上。
33.一种权利要求1至11任一所述的多孔纳米酶、或权利要求12至24任一所述的制备方法所制的多孔纳米酶、或权利要求25所述的多孔纳米酶晶体、或权利要求26至28任一所述的制备方法所制的多孔纳米酶晶体、或权利要求29至32任一所述的多孔纳米酶复合物作为催化剂的应用。
34.根据权利要求33所述的应用,所述催化剂包括光催化剂。