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空心普鲁士蓝纳米酶(HMPBNPs)
发布时间:2021-05-28     作者:zl   分享到:

空心普鲁士蓝纳米酶(HMPBNPs)

  普鲁士蓝(Prussian Blue),是一种传统的染料,起源于德国,曾经被用于衣服染色和绘画方面。化学式可以分为Fe4[Fe(CN)6]3KFe[Fe(CN)6]两种,分别被称为不可溶和可溶性普鲁士蓝。2016年,张薇等人l5]研究发现普鲁士蓝纳米颗粒具备多酶活性,受到pH的影响,在酸性条件下表现为POD酶活性,在中性及碱性条件下表现为CAT酶和SOD酶活性,因此受到了人们的广泛关注。

  另一方面,在化学催化领域,空心介孔材料因其具有比表面积大,内部中空等特性,在催化,载药,气体存储等领域都有广泛的应用前景。因此,本文将普鲁士蓝设计为空心介孔结构,将有望增加普鲁士蓝的比表面积,提升酶活性的同时使其具备载药,气体储存等功能。现阶段针对空心结构的普鲁士蓝材料的研究主要集中在空心介孔普鲁士蓝材料的光疗应用和载药性能,关于其纳米酶活性的调节功能和气体储存方面的应用缺乏相应的报道。

  现阶段已经发展出很多制备HMMs 的方法,大体可以分为软模板法和硬模板法。软模板法主要是将前体分子和有机表面活性剂作为模板,和其他的有机添加剂自组装作用直接生成整体结构,之后消除前体分子和活性剂,进而形成HMMs。而硬模板法则是先形成一些刚性固体颗粒作为模板,之后通过煅烧,溶解或刻蚀等方式在其表面和内部进行破坏,从而形成介孔外壳和中空内部结构。常见的硬模板材料包括聚合物乳胶,二氧化硅(SiO2),碳基微球以及一些无机物和金属氧化物。采用硬模板法,通过腐蚀PBNPs,从而制得具有中空介孔结构的HMPBNPs

  如图1所示,通过比较是否用HMMS负载纳米催化剂的催化过程,可以看出中空介孔材料由于具有中空核和介孔外壳组成了互连孔系统,与常规中孔材料相比具有更大的孔体积。因此,在催化领域表现出很大的优势。空心核和介孔外壳里面可以固载和分散纳米颗粒催化剂,并且由于中空核与介孔壳连接,在活性催化剂的周围形成了自由的高速网络通道,更方便反应物分子进入活性位点以及产物离开催化剂!88。在化学催化和生物医学领域具有很大的研究价值。

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  空心普鲁士蓝是利用盐酸高温腐蚀普鲁士蓝所得到的中空介孔纳米材料,具有优异的内部中空腔体和薄的介孔外壳,可以用于储能,载药,光响应和化学催化等多个方面

  如图2所示,普鲁士蓝纳米颗粒的生长过程属于非经典成核,其生长过程中存在介晶状态,小型普鲁士蓝在堆积形成大的普鲁士蓝过程中由于稳定剂的存在,使前期堆积过程存在孔隙,有利于进行高温酸液刻蚀。从而形成空心结构的普鲁士蓝,这种精致的结构设计有利于化学催化和药物的装载。

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  HMPBNPs具有很好的载药性能,并且继承了PBNPs的光热效果,将其作为药物载体和光热剂用于体内肿瘤的光热-化学协同治疗。之后,关于Mn;[Co(CN)6]@SiOz提高纵向和横向弛豫研究的启发,发现 Mn2+可以增强MRIT1加权成像,制备出了具有高分散性的锰元素掺杂HMPBNPs (HMPB-Mn),其在体内受到pH响应,具有超高纵向弛豫度和药物负载能力,通过MRI可以检测药物的释放,这为癌症的诊断和治疗提供了新的途径。HMPBNPs 由于其独特的结构,现阶段被用于载药,光响应和MRI成像领域,受到了广泛的关注。然而,对于其类酶活性以及载氧能力,却不曾被报导。

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