CN109589334B - 一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法 - Google Patents

一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109589334B
CN109589334B CN201811433523.XA CN201811433523A CN109589334B CN 109589334 B CN109589334 B CN 109589334B CN 201811433523 A CN201811433523 A CN 201811433523A CN 109589334 B CN109589334 B CN 109589334B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aqueous solution
solution
polyacrylic acid
ultrasonic
gadolinium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811433523.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109589334A (zh
Inventor
李常艳
石向成
杨晶杰
张雁冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia University
Original Assignee
Inner Mongolia University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University filed Critical Inner Mongolia University
Priority to CN201811433523.XA priority Critical patent/CN109589334B/zh
Publication of CN109589334A publication Critical patent/CN109589334A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109589334B publication Critical patent/CN109589334B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5005—Wall or coating material
    • A61K9/5021—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/5026—Organic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyvinyl pyrrolidone, poly(meth)acrylates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00—General protective or antinoxious agents
    • A61P39/06—Free radical scavengers or antioxidants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Abstract

本发明提供了一种纳米酶抗氧化剂的制备方法，属于生物化学与生物物理技术领域，包括以下步骤：将镧系金属硝酸盐水溶液和聚丙烯酸水溶液分别进行超声，得到镧系金属硝酸盐超声溶液和聚丙烯酸超声溶液；所述镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和/或硝酸钆水溶液；将聚丙烯酸超声溶液与镧系金属硝酸盐超声溶液混合进行碱基反应，得到纳米酶抗氧化剂。本发明通过高分子材料聚丙烯酸对形成的镧系氧化物和氢氧化物进行包覆，增加其生物兼容性。

Description

一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物化学与生物物理技术领域，特别涉及一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法。
背景技术
癌症是最常见的恶性肿瘤，在世界范围内约有2/3的癌症病人出现在发展中国家，其中中国的癌症病例数达42％。目前，手术是治疗癌症较为有效的一种手段，但是有近50％的患者在确诊时已无法行根治性切除术，即使是根治术后仍有54％的患者局部或者区域复发。在癌症的综合治疗中，放射治疗和化疗已成为临床重要的治疗手段。然而放疗和化疗在杀伤肿瘤细胞的同时，产生大量的活性氧物种，这种活性氧在生物体内具有较高的反应活性，导致生物体内出现氧化应激现象，破坏细胞中的许多重要细胞器如细胞膜、线粒体等，可损伤生物大分子脂肪、蛋白质、核酸分子，生成丙二醛等有害物质，导致细胞的死亡。生物体的抗氧化剂系统包括酶系和非酶系，酶系抗氧化剂中主要有超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)和血红蛋白过氧化物酶等；非酶系抗氧化剂有维生素E、维生素C、β-胡萝卜素和还原型谷胱甘肽和铜蓝蛋白等。生物体内抗氧化过程主要通过机体的抗氧化系统清除过量自由基、防止脂质过氧化引起的系列病变而完成的。但常规的抗氧化剂药物不能快速高效地清除放化疗过程中产生的大量的活性氧物种，从而导致机体的损伤。因此，抗氧化剂药物的研究已成为消除活性氧物种研究的热点，同时，这项研究对预防和治疗氧化应激引起的疾病亦有着非常重要的意义。
纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶。纳米酶具有催化效率高、稳定、经济和规模化制备的特点，例如，纳米氧化铈被发现具有多种生物酶活性，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、过氧化物酶和氧化酶等的模拟活性，这些多重酶活性使其体内自由基清除剂方面拥有潜在的应用价值。但是纳米酶多为无机材料，其生物兼容性差。实施例实验数据表明，MTT实验结果显示低浓度氧化铈、氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂具有良好的生物兼容性。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种纳米酶抗氧化剂的制备方法，本发明提供的纳米酶抗氧化剂具有较好的生物兼容性。
本发明提供了一种纳米酶抗氧化剂的制备方法，包括以下步骤：
将镧系金属硝酸盐水溶液和聚丙烯酸水溶液分别进行超声，得到镧系金属硝酸盐超声溶液和聚丙烯酸超声溶液；所述镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和/或硝酸钆水溶液；
将所述聚丙烯酸超声溶液与镧系金属硝酸盐超声溶液混合，调节至碱性，进行碱基反应，得到纳米酶抗氧化剂。
优选地，所述镧系金属硝酸盐水溶液的浓度为0.5～1M，所述聚丙烯酸水溶液的浓度为0.25～0.5M。
优选地，所述镧系金属硝酸盐水溶液的镧系元素与聚丙烯酸水溶液中的聚丙烯酸的物质的量之比为1～2：1。
优选地，当镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和硝酸钆水溶液时，所述硝酸铈水溶液中的铈元素与硝酸钆水溶液中的钆元素的物质的量之比为1：1。
优选地，所述超声的频率为45～80kHz，超声的时间为30～60min。
优选地，所述碱基反应的pH值为9～11。
优选地，调节所述pH值的调节剂为氨水、碳酸钠和氢氧化钠中的一种或几种。
优选地，所述碱基反应的温度为35～45℃，所述碱基反应的时间为20～30h。
优选地，所述碱基反应后还包括后处理，所述后处理的步骤为：
将碱基反应液离心，得到上清液；
采用30kDa的超滤离心管对所述上清液进行分离洗涤，洗涤至pH值为6～7，得到纳米酶抗氧化剂。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的纳米酶抗氧化剂。
有益技术效果：本发明提供了一种纳米酶抗氧化剂的制备方法，包括以下步骤：将镧系金属硝酸盐水溶液和聚丙烯酸水溶液分别进行超声，得到镧系金属硝酸盐超声溶液和聚丙烯酸超声溶液；所述镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和/或硝酸钆水溶液；将聚丙烯酸超声溶液与镧系金属硝酸盐超声溶液混合进行碱基反应，得到纳米酶抗氧化剂。本发明通过高分子材料聚丙烯酸对形成的镧系氧化进行包覆，增加其生物兼容性。实施例MTT实验结果显示低浓度氧化铈纳米酶抗氧化剂、氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂具有良好的生物兼容性。
附图说明：
图1为实施例1中所得氧化铈纳米酶抗氧化剂的结构示意图；
图2为实施例2中所得氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的结构示意图；
图3为实施例3中所得氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的结构示意图；
图4为实施例1～3中得到的氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的XRD谱图；
(a)为氧化铈，(b)为氢氧化钆，(c)为氧化铈氢氧化钆；
图5实施例1～3中得到的氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的高分辨透射电镜图像，(a)为氧化铈，(b)为氧化铈氢氧化钆，(c)为氢氧化钆；
图6为实施例1中氧化铈纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱图；
图7为实施例3中氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱；
图8为实施例4中氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱；
图9为实施例5中氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱；
图10为不同浓度的纳米酶抗氧化剂对BGC-803细胞成活率的影响；
图11为不同浓度的纳米酶抗氧化剂对BGC-803细胞氧化损伤的保护作用；
图12为氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的共聚焦图像；
(a1～a3)为实施例1中得到的氧化铈纳米酶抗氧化剂的共聚焦图像；
(b1～b3)为实施例3得到的氧化铈氢氧化钆纳米酶的共聚焦图像；
(c1～c3)为实施例2得到的氢氧化钆纳米酶的共聚焦图像。
具体实施方式
本发明提供了一种纳米酶抗氧化剂的制备方法，包括以下步骤：
将镧系金属硝酸盐水溶液和聚丙烯酸水溶液分别进行超声，得到镧系金属硝酸盐超声溶液和聚丙烯酸超声溶液；所述镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和/或硝酸钆水溶液；
将聚丙烯酸超声溶液与镧系金属硝酸盐超声溶液混合，调节至碱性，进行碱基反应，得到纳米酶抗氧化剂。
本发明将系金属硝酸盐水溶液和聚丙烯酸水溶液分别进行超声，得到镧系金属硝酸盐超声溶液和聚丙烯酸超声溶液；所述镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和/或硝酸钆水溶液。
在本发明中，所述镧系金属硝酸盐水溶液的浓度优选为0.5～1M，更优选为0.8M，所述聚丙烯酸水溶液的浓度优选为0.25～0.5M，更优选为0.3～0.4M。
在本发明中，镧系金属硝酸盐水溶液的镧系元素与聚丙烯酸水溶液中的聚丙烯酸的用量比优选为1～2：1，更优选为2：1。
在本发明中，当镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和硝酸钆水溶液时，所述硝酸铈水溶液中的铈元素与硝酸钆水溶液中的钆元素的物质的量之比优选为1：2。在本发明中，当镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和硝酸钆水溶液时，所述得到的镧系金属硝酸盐超声溶液为硝酸铈超声溶液和硝酸钆超声溶液。
在本发明中，所述超声的频率优选为45～80kHz，更优选为50～60kHz；超声的时间优选为30～60min，更优选为45～55min。
得到镧系金属硝酸盐超声溶液后，本发明将聚丙烯酸超声溶液与镧系金属硝酸盐超声溶液混合，调节至碱性，进行碱基反应，得到纳米酶抗氧化剂。
在本发明中，所述碱基反应的pH值优选为9～11。在本发明中，调节所述pH值的调节剂优选为氨水、碳酸钠和氢氧化钠中的一种或多种，更优选为氨水。
在本发明中，所述碱基反应的温度优选为35～45℃，更优选为40℃，所述碱基反应的时间优选为20～30h，更优选为24h。
在本发明中，当所述镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和硝酸钆水溶液时，所述得到的镧系金属硝酸盐超声溶液为硝酸铈超声溶液和硝酸钆超声溶液。本发明优选将硝酸铈超声溶液、硝酸钆超声溶液和聚丙烯酸水溶液混合进行碱基反应。
在本发明中，当pH调节剂为氨水使，所述碱基反应的原理如下：
Figure BDA0001883195630000051
Figure BDA0001883195630000052
Gd(NO)3+3NH3·H2O＝Gd(OH)3+3NH4NO3；
Figure BDA0001883195630000053
Figure BDA0001883195630000054
镧系硝酸铈和硝酸钆硝酸盐通过碱基反应变成了氧化铈、氧化铈氢氧化钆、氢氧化钆和硝酸铵，硝酸铵经过清洗可去除，反应过程中由于有聚丙烯酸高分子的存在，氧化铈、氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆被聚丙烯酸高分子材料包覆，从而形成水溶性的氧化铈、氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂。
本发明将聚丙烯酸超声溶液与镧系金属硝酸盐超声溶液混合的方法优选为超声混合，本发明对所述超声混合的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的超声方法即可。
在本发明中，所述碱基反应后还包括后处理，所述后处理的步骤优选为：
将碱基反应液离心，得到上清液；
采用30kDa的超滤离心管对所述上清液进行分离洗涤，洗涤至pH值为6～7，得到纳米酶抗氧化剂。
本发明将碱基反应液离心，得到上清液。
在本发明中，所述离心的速率优选为5000r/min，所述离心的时间优选为5min。
得到上清液后，本发明采用30kDa的超滤离心管对所述上清液进行分离洗涤，洗涤至pH值为6～7，得到纳米酶抗氧化剂。
本发明对分离洗涤的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的食用超滤离心管分离洗涤的方法即可。在本发明中，所述超滤离心管内管中的液体即为纳米酶抗氧化剂。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的纳米酶抗氧化剂。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
取2.17g Ce(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成1mol/L的硝酸铈溶液，超声1h，得到硝酸铈超声溶液；取5g的分子量为2000的聚丙烯酸(PAA)，加入10mL水，配制成0.25mol/L的聚丙烯酸溶液，在45kHz频率下超声30min，得到聚丙烯酸超声溶液。将硝酸铈超声溶液和聚丙烯酸超声溶液混合均匀，用氨水(25wt.％)调节至pH值＝9，40°恒温反应24小时。反应结束后5000r/min离心分离5min，重复1次，除去溶液中的固体物质。取上清液，采用30KDa的超滤离心管分离洗涤，直至pH值＝6；超滤离心管内管中的液体即为所制备的样品，氧化铈纳米酶抗氧化剂。图1为实施例1中所得氧化铈纳米酶抗氧化剂的结构示意图。
实施例2
取2.2563g Gd(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成1mol/L的硝酸钆溶液，超声1h，得到硝酸钆超声溶液；取5g平均分子量为2000的聚丙烯酸(PAA)，加入10mL水，配制成0.25mol/L的聚丙烯酸溶液，在45kHz频率下超声30min，得到聚丙烯酸超声溶液。将硝酸钆超声溶液和聚丙烯酸超声溶液溶液超声混合均匀，用氨水(25wt.％)调节至pH＝11，40℃恒温反应24小时。反应结束后5000r/min离心分离5min，重复1次，除去溶液中的固体物质。取上清液，采用30KDa的超滤离心管分离洗涤，直至pH＝7；内管中的液体即为所制备的样品氢氧化钆纳米酶抗氧化剂。图2为实施例2中所得氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的结构示意图。
实施例3
取2.17g Ce(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成1mol/L的硝酸铈溶液，在45-80KHz频率下超声30min，得到硝酸铈超声溶液；取2.2563g Gd(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成1mol/L的硝酸钆溶液，超声1h，得到硝酸钆超声溶液；取5g平均分子量为2000的聚丙烯酸(PAA)加入10mL水，配制成0.25mol/L的聚丙烯酸溶液，超声30min，得到聚丙烯酸超声溶液。将硝酸铈超声溶液、硝酸钆超声溶液和聚丙烯酸超声溶液超声混合均匀，用氨水(25wt％)调节至pH＝10，40℃恒温反应24小时。反应结束后5000r/min离心分离5min，重复1次，除去溶液中的固体物质。取上清液，采用30KDa的超滤离心管分离洗涤，直至pH值＝7；内管中的液体即为所制备的样品氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂。图3为实施例3中所得氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的结构示意图。
实施例4
取2.17g Ce(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成1mol/L的硝酸铈溶液，在45-80KHz频率下超声30min，得到硝酸铈超声溶液；取3.3844g Gd(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成1.5mol/L的硝酸钆溶液，超声1h，得到硝酸钆超声溶液；取5g平均分子量为2000的聚丙烯酸(PAA)加入10mL水，配制成0.25mol/L的聚丙烯酸溶液，超声30min，得到聚丙烯酸超声溶液。将硝酸铈超声溶液、硝酸钆超声溶液和聚丙烯酸超声溶液超声混合均匀，用氨水(25wt％)调节至pH＝11，40℃恒温反应24小时。反应结束后5000r/min离心分离5min，重复1次，除去溶液中的固体物质。取上清液，采用30KDa的超滤离心管分离洗涤，直至pH值＝7；内管中的液体即为所制备的样品氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂。图3为实施例3中所得氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的结构示意图。
实施例5
取2.17g Ce(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成1mol/L的硝酸铈溶液，在45-80KHz频率下超声30min，得到硝酸铈超声溶液；取4.5125g Gd(NO3)3·6H2O，加入5mL水，配制成2mol/L的硝酸钆溶液，超声1h，得到硝酸钆超声溶液；取5g平均分子量为2000的聚丙烯酸(PAA)加入10mL水，配制成0.25mol/L的聚丙烯酸溶液，超声30min，得到聚丙烯酸超声溶液。将硝酸铈超声溶液、硝酸钆超声溶液和聚丙烯酸超声溶液超声混合均匀，用氨水(25wt％)调节至pH＝9，40℃恒温反应24小时。反应结束后5000r/min离心分离5min，重复1次，除去溶液中的固体物质。取上清液，采用30KDa的超滤离心管分离洗涤，直至pH值＝6.5；内管中的液体即为所制备的样品氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂。图3为实施例3中所得氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的结构示意图。
图4为实施例1～3中得到的氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的XRD谱图。由图4可知，2θ＝28.55°，33.08°，47.48°处分别出现了纳米CeO2的(111)、(200)、(220)特征衍射峰，与立方萤石型结构的CeO2的JCPD:34-0394中的特征衍射峰的位置一致。2θ＝16.55°，29.48°处出现较弱的六方相氢氧化钆(Gd(OH)3)的特征衍射峰，由于反应温度较低，晶型结构并不完整，物相结构为无定型。氧化铈氢氧化钆(111)面的衍射峰具有明显的宽化现象，表明颗粒粒径较小。Gd元素的添加，使得纳米酶CeO2的(111)面的衍射峰向小角度偏移，表明Gd元素进入CeO2的晶格中，导致纳米CeO2的面心立方萤石结构的晶胞结构受到影响。
图5为实施例1～3中得到的氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的高分辨透射电镜图像，(a)氧化铈，(b)氧化铈氢氧化钆，(c)氢氧化钆。由图5可知，氧化铈，氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂颗粒均呈现单分散状态，粒径为5nm，其中氧化铈、氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的面间条纹为立方萤石型结构CeO2(111)面的晶格面，其面间距为0.31nm，与XRD测试结果相吻合。
图6为实施例1中氧化铈纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱图；
图7为实施例3中氧化铈氢氧化钆(1:1)纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱；
图8为实施例4中氧化铈氢氧化钆(1:1.5)纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱；
图9为实施例5中氧化铈氢氧化钆(1:2)纳米酶抗氧化剂中Ce 3d能谱；
由于电子的自旋-耦合作用，纳米氧化铈中Ce 3d轨道劈裂成Ce 3d3/2和Ce 3d5/2两个峰，分别用u和v表示。其中880.6(u)，899.3(v)，884.4(u″)和903.9(v″)eV是Ce3+的结合能峰型位置，表明样品中有+3价的铈元素存在；882.0(u′)，900.9(v′)；888.6(u″′)，907.2(v″′)；898.8(u″″)916.2(v″″)eV是Ce4+的结合能峰型位置，表明样品中有+4价的铈元素存在。为了检测氧化铈、氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂中Ce元素的化学价态和Ce3+/Ce4+的比例，由图6和图9可知，氧化铈、氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂中Ce3+和Ce4+两种价态共存，依据拟合后的Ce 3d XPS谱图中Ce3+和Ce4+的积分面积，利用下列半定量公式：
Figure BDA0001883195630000091
(Ai表示积分面积)，可以计算出氧化铈、氧化铈氢氧化钆(1:1，1:1.5，1:2)纳米酶抗氧化剂中Ce3+/Ce4+的比例分别为41.18％，40.09％，43.61％和46.67％。Ce3+和Ce4+两种价态的Ce可实现互逆转化，为抗氧化性提供了基础和可能性。
将对数生长期的BGC-803细胞使用质量分数为0.25％胰酶消化后，调整密度为1×104后，接种到96孔板(100μL/孔，100μLRPMI 1640培养基含10％的超级新生牛血清，100U/mL青霉素和100U/mL链霉素)，在5％CO2培养箱中37℃培养24h，待细胞贴壁生长后，实验组分别加入不同浓度(200μg/mL和500μg/mL)的氧化铈纳米酶(由实施例1制备得到)、氧化铈氢氧化钆纳米酶(分别由实施例3、4和5制备得到)和氢氧化钆纳米酶(由实施例2中制备得到)，氧化铈、氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆纳米酶的最终体积浓度为200μg/mL和500μg/mL。对照组为等体积RPIM 1640培养基和细胞，空白组为不含细胞和纳米酶的等体积的RPIM1640培养液，每组设6个平行孔。在5％CO2培养箱中37℃培养24h后，加MTT溶液(5g/L)10μL，继续培养4h。弃去上清，加入100μL DMSO溶解结晶物，轻微震荡10min，用酶标仪在595nm波长处测定各孔吸光度(OD)值。
细胞存活率使用下列公式进行计算
Figure BDA0001883195630000092
(其中S代表实验组的吸光度，T代表对照组的吸光度，C代表空白组的吸光度)。其结果如图10所示。
所选取的两个体积浓度的氧化铈纳米酶抗氧化剂、氧化铈氢氧化钆抗氧化剂(CeO2与Gd(OH)3)的摩尔比分别为1：1、1：1.5和1：2)和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂与BGC-803细胞作用24h后，对BGC-803细胞的存活率均有不同程度的影响。当体积浓度为200μg/mL时，BGC-803细胞的存活率分别为97.43％，69.33％，65.92％，74.66％和80.54％；当体积浓度为500μg/mL时，BGC-803细胞的存活率分别为80.80％，49.57％，49.25％，60.41％和67.82％。与对照组相比，两组不同浓度的样品差异具有显著性意义(P<0.001)，MTT实验结果显示低浓度氧化铈纳米酶抗氧化剂、氧化铈氢氧化钆(CeO2与Gd(OH)3的摩尔比分别1：1，1：1.5，1：2)抗氧化剂和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂具有良好的生物兼容性。
将对数生长期的BGC-803细胞使用质量分数为0.25％胰酶消化后，调整密度为1×104后，接种到96孔板(100μL/孔，100μL RPMI 1640培养基含10％的超级新生牛血清，100U/mL青霉素和100U/mL链霉素)，在5％CO2培养箱中37℃培养24h，待细胞贴壁生长后，分别加入不同体积浓度的氧化铈纳米酶抗氧化剂(实施例1中制备得到)、氧化铈氢氧化钆抗氧化剂(实施例3、4和5制备得到)和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂(实施例2制备得到)，然后在5％CO2培养箱中37℃培养24h，然后加新鲜配置的终浓度为20μmol/L的H2O2刺激细胞2h，另设空白对照(不加H2O2和氧化铈、氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆纳米酶)及模型组(只加H2O2不加氧化铈、氧化铈氢氧化钆和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂)。2h后加入MTT溶液(5g/L)10μL/孔，37℃孵育4h，吸弃上清液，每孔加入100μLDMSO，用酶标仪测定595nm处各孔吸光度值(OD)。图11为不同浓度的纳米酶对BGC-803细胞氧化损伤的保护作用。
由图11可知，与对照组相比，20μmol/LH2O2的加入，对BGC-803细胞具有明显的损伤作用，细胞存活率下降为对照组的17.06％。而同时加入20μmol/L H2O2和氧化铈纳米酶抗氧化剂、氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂(CeO2与Gd(OH)3的摩尔比分别为1：1、1：1.5和1：2)和氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的实验组，细胞存活率下降为对照组的67.17％，78.02％，91.57％，78.02％和43.64％，与单独加入20μmol/L H2O2的样品相比，细胞成活率明显上升。说明纳米氧化酶的加入有助于消除·OH自由基，缓解细胞损伤。与对照组相比，两组不同浓度的样品差异极具显著性意义(P<0.0001)。另外，在氧化铈纳米酶中掺入氢氧化钆，使得氧化铈中的Ce3+和Ce4+两种价态的比例发生了变化。结合XPS测试结果可知，随着氢氧化钆掺入比例的增加，Ce3+/Ce4+的比例也有所增加，消除·OH自由基，缓解细胞损伤抗氧化的效果较为明显。
图12为氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的共聚焦图像。(a1～a3)为实施例1中得到的氧化铈纳米酶抗氧化剂的共聚焦图像，(b1～b3)为实施例3得到的氧化铈氢氧化钆纳米酶(CeO2：Gd(OH)3为1：1)的共聚焦图像，(c1～c3)为实施例2得到的氢氧化钆纳米酶的共聚焦图像。
由图12可知，氧化铈纳米酶抗氧化剂进入细胞后不具有示踪性，氧化铈氢氧化钆纳米酶抗氧化剂进入细胞后具有示踪性。氢氧化钆纳米酶抗氧化剂进入细胞后也具有示踪性，但在没有氧化铈纳米酶共存的情况下，生物兼容性和示踪性较差，这表明氧化铈氢氧化钆共同作用增加了氢氧化钆纳米酶抗氧化剂的示踪性，能够实现细胞内可视化的目的。

Claims (10)

1.一种纳米酶抗氧化剂的制备方法，包括以下步骤：
将镧系金属硝酸盐水溶液和聚丙烯酸水溶液分别进行超声，得到镧系金属硝酸盐超声溶液和聚丙烯酸超声溶液；所述镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和硝酸钆水溶液；所述超声的频率为45～80kHz；
将所述聚丙烯酸超声溶液与镧系金属硝酸盐超声溶液混合，调节至碱性，进行碱基反应，得到纳米酶抗氧化剂；所述碱基反应的温度为40℃；所述聚丙烯酸的平均分子量为2000。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镧系金属硝酸盐水溶液的浓度为0.5～1M，所述聚丙烯酸水溶液的浓度为0.25～0.5M。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镧系金属硝酸盐水溶液的镧系元素与聚丙烯酸水溶液中的聚丙烯酸的物质的量之比为1～2：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当镧系金属硝酸盐水溶液为硝酸铈水溶液和硝酸钆水溶液时，所述硝酸铈水溶液中的铈元素与硝酸钆水溶液中的钆元素的物质的量之比为1：1～2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述超声的时间为30～60min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱基反应的pH值为9～11。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，调节所述pH值的调节剂为氨水、碳酸钠和氢氧化钠中的一种或几种。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述碱基反应的时间为20～30h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱基反应后还包括后处理，所述后处理的步骤为：
将碱基反应液离心，得到上清液；
采用30kDa的超滤离心管对所述上清液进行分离洗涤，洗涤至pH值为6～7，得到纳米酶抗氧化剂。
10.权利要求1～9任意一项所述的制备方法制备得到的纳米酶抗氧化剂。
CN201811433523.XA 2018-11-28 2018-11-28 一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法 Active CN109589334B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811433523.XA CN109589334B (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811433523.XA CN109589334B (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109589334A CN109589334A (zh) 2019-04-09
CN109589334B true CN109589334B (zh) 2021-02-09

Family

ID=65960554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811433523.XA Active CN109589334B (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109589334B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113522364B (zh) * 2021-07-19 2022-05-06 中国地质大学（北京） 化学发光增强剂及制备和在过氧化氢高碘酸盐体系的应用
CN114195179B (zh) * 2021-10-25 2023-07-25 华南农业大学 一种非诊断目的双抗夹心酶联免疫检测蜡样芽胞杆菌的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005046733A1 (en) * 2003-11-17 2005-05-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Contrast agent for medical imaging techniques and usage thereof
CN101475201A (zh) * 2009-03-05 2009-07-08 中国科学院长春应用化学研究所 一种Gd(OH)3和Gd2O3纳米管的制备方法
CN103405792A (zh) * 2013-08-14 2013-11-27 东华大学 Pei包裹的双模态造影剂四氧化三铁-氢氧化钆磁性纳米颗粒的制备
US8795731B1 (en) * 2009-10-12 2014-08-05 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Cerium oxide nanoparticle-based device for the detection of reactive oxygen species and monitoring of chronic inflammation
CN104740654A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 中国科学院化学研究所 磁性纳米颗粒磁共振造影剂和增强磁性纳米颗粒弛豫率的方法
CN105148828A (zh) * 2015-07-08 2015-12-16 黑龙江大学 用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料及其合成方法
CN106139168A (zh) * 2016-07-07 2016-11-23 四川大学 具有脑神经胶质瘤靶向功能的氢氧化钆纳米棒的制备方法
CN108392642A (zh) * 2018-02-23 2018-08-14 莎穆(上海)生物科技有限公司 一种含氧化钆的纳米粒子磁共振成像造影剂及其制备方法和应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005046733A1 (en) * 2003-11-17 2005-05-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Contrast agent for medical imaging techniques and usage thereof
CN101475201A (zh) * 2009-03-05 2009-07-08 中国科学院长春应用化学研究所 一种Gd(OH)3和Gd2O3纳米管的制备方法
US8795731B1 (en) * 2009-10-12 2014-08-05 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Cerium oxide nanoparticle-based device for the detection of reactive oxygen species and monitoring of chronic inflammation
CN103405792A (zh) * 2013-08-14 2013-11-27 东华大学 Pei包裹的双模态造影剂四氧化三铁-氢氧化钆磁性纳米颗粒的制备
CN104740654A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 中国科学院化学研究所 磁性纳米颗粒磁共振造影剂和增强磁性纳米颗粒弛豫率的方法
CN105148828A (zh) * 2015-07-08 2015-12-16 黑龙江大学 用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料及其合成方法
CN106139168A (zh) * 2016-07-07 2016-11-23 四川大学 具有脑神经胶质瘤靶向功能的氢氧化钆纳米棒的制备方法
CN108392642A (zh) * 2018-02-23 2018-08-14 莎穆(上海)生物科技有限公司 一种含氧化钆的纳米粒子磁共振成像造影剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Controlling the surface chemistry of cerium oxide nanoparticles for biological applications;Ankur Gupta et al;《Journal of Materials Chemistry B》;20161231(第4期);第3195--3202页 *
Neuroprotective Effect of CeO 2@PAA-LXW7 Against H2O2-Induced Cytotoxicity in NGF-Differentiated PC12 Cells;Jingjing Jia et al;《Neurochemical Research》;20180607;第43卷(第7期);第1439-1453页 *
不同表面电荷的纳米CeO_2的合成及表征;冯盛等;《中国稀土学报》;20181106;第37卷(第2期);第193-198页 *
二氧化铈基纳米材料的抗氧化机理;王艳杰;《中国优秀博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20171215;B020-35 *
二氧化铈纳米微粒过氧化物酶活性及其在葡萄糖检测中的应用;石文兵等;《中国科学：化学》;20141231;第44卷(第10期);第1633-1640页 *
李常艳.纳米功能材料的可控制备、表面修饰及其荧光标记和细胞毒性的研究.《中国优秀博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.2014, *
纳米功能材料的可控制备、表面修饰及其荧光标记和细胞毒性的研究;李常艳;《中国优秀博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20141215;B020-41 *
超细单分散纳米氧化铈的可控制备及表面修饰;李宁等;《内蒙古石油化工》;20161231(第10期);第38-39页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109589334A (zh) 2019-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lillie Simplification of the manufacture of Schiff reagent for use in histochemical procedures
CN109589334B (zh) 一种纳米酶抗氧化剂及其制备方法
US11771658B2 (en) Edds chelated nanoceria with catalase-like activity
CN102285678B (zh) 一种氧化铈纳米颗粒的制备方法以及其抗氧化应用
CN110585237A (zh) 一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用
CN110170335A (zh) 一种用于去除水体藻类的光催化水凝胶的制备方法
CN112569253A (zh) 一种用于急性肾损伤的纳米酶药物及其制备方法与应用
CN116477668B (zh) 一种二维硫化铁纳米片及其制备方法和应用
CN109568339B (zh) 一种二氧化铈复合纳米材料、制备方法及其用途
KR20140000801A (ko) 아민-자성 나노응집제를 이용한 미세조류의 회수방법
CN110327463B (zh) 一种包含多钨酸钆的纳米材料及其制备方法
CN108295092B (zh) 石墨炔纳米材料作为自由基清除剂及辐射防护剂的新用途
CN111374906A (zh) 一种具有抗衰功效的组合物及其制备方法
US9446070B2 (en) Nanoceria with citric acid additive
CN113801657B (zh) 一种儿茶酚胺特异性响应型铁掺杂碳纳米点及其制备方法与应用
CN113663082B (zh) 用于急性肾损伤的乙酰半胱氨酸稳定的金纳米簇及其制备方法与应用
CN114029501A (zh) 一种纳米铂的绿色合成方法及纳米铂在化妆品中的应用
CN113526554A (zh) 一种pH响应可快速降解掺杂型氧化钼纳米酶的制备方法
CN113908179A (zh) 一种工程蓝藻及其制备方法和应用
Huang et al. S–Cu–FC/CuS modified GO carboxymethyl cellulose hydrogel for enhanced photocatalytic sterilization through homo-heterojunction interface accelerated charge transfer
US20160331697A1 (en) Malic acid stabilized nanoceria particles
JP2004350620A (ja) 亜鉛分補給用食品材料
US20210322468A1 (en) A nanoparticle for radiation protection
CN114681620B (zh) 二硫化铪纳米片在制备活性氧清除剂中的应用
CN117776267B (zh) 一种石墨炔/四氧化三锰纳米复合材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant