CN111575267A - 一种人造微纳米机器人及其制备方法 - Google Patents
一种人造微纳米机器人及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111575267A CN111575267A CN202010373557.5A CN202010373557A CN111575267A CN 111575267 A CN111575267 A CN 111575267A CN 202010373557 A CN202010373557 A CN 202010373557A CN 111575267 A CN111575267 A CN 111575267A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nano
- magnetic
- micro
- artificial micro
- nano robot
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 44
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 44
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims abstract description 44
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 27
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 claims abstract description 11
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 108010046334 Urease Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 27
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 18
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 8
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 18
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 16
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 abstract description 12
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 abstract description 12
- 239000008103 glucose Substances 0.000 abstract description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 abstract description 4
- 230000008685 targeting Effects 0.000 abstract description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000214 effect on organisms Effects 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 11
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 10
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 10
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 4
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- BTIJJDXEELBZFS-QDUVMHSLSA-K hemin Chemical compound CC1=C(CCC(O)=O)C(C=C2C(CCC(O)=O)=C(C)\C(N2[Fe](Cl)N23)=C\4)=N\C1=C/C2=C(C)C(C=C)=C3\C=C/1C(C)=C(C=C)C/4=N\1 BTIJJDXEELBZFS-QDUVMHSLSA-K 0.000 description 3
- 229940025294 hemin Drugs 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 description 1
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000006411 Hereditary Sensory and Motor Neuropathy Diseases 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 208000021995 hereditary motor and sensory neuropathy Diseases 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002406 microsurgery Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 229940126585 therapeutic drug Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0006—Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0065—Oxidoreductases (1.) acting on hydrogen peroxide as acceptor (1.11)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/78—Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)
- C12N9/80—Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5) acting on amide bonds in linear amides (3.5.1)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y101/00—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1)
- C12Y101/03—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1) with a oxygen as acceptor (1.1.3)
- C12Y101/03004—Glucose oxidase (1.1.3.4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y111/00—Oxidoreductases acting on a peroxide as acceptor (1.11)
- C12Y111/01—Peroxidases (1.11.1)
- C12Y111/01006—Catalase (1.11.1.6)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y305/00—Hydrolases acting on carbon-nitrogen bonds, other than peptide bonds (3.5)
- C12Y305/01—Hydrolases acting on carbon-nitrogen bonds, other than peptide bonds (3.5) in linear amides (3.5.1)
- C12Y305/01005—Urease (3.5.1.5)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/223—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating specially adapted for coating particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
一种人造微纳米机器人及其制备方法,它涉及微纳米机器人领域,本发明以磁性微纳米颗粒、二氧化硅微球、纳米金颗粒、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和尿素酶等活性酶为材料,利用真空等离子体溅射技术和化学修饰的方法,将具有催化活性的酶与磁性微纳米颗粒、二氧化硅微球和纳米金颗粒融为一体,制备出具有不对称二聚体结构的人造微纳米机器人,本发明可重复性强,制备过程简单,且制备的人造微纳米机器人能够通过分解血液中的葡萄糖、膀胱中的尿素等生物介质快速运动,且不产生任何对机体有毒副作用的物质,或通过施加外源磁场,实现人造微纳米机器人运动方向的靶向运动,本发明应用于药物靶向递送、肿瘤治疗等生物医学领域。
Description
技术领域
本发明涉及微纳米机器人领域,具体涉及一种人造微纳米机器人及其制备方法。
背景技术
微纳米机器人是指能够将环境中的能量转换为机械运动的微纳米装置。由于具有主动运动能力和良好的携载能力,微纳米机器人在药物靶向运输、微手术、生物传感、环境修复和微纳米制造等领域具有广阔的应用前景,已经成为机器人、生物、医疗、化学等学科的研究热点。经过各国科学家近二十年来的不懈努力,微纳米机器人领域取得了长足的进步,现阶段微纳米机器人的驱动方式主要包括两类:一类是由化学能驱动;另一类是由外物理场驱动,如光能、电能、磁能、超声能。众所周知,人体内存在着诸多生物机器人,它们可以通过水解三磷酸腺苷产生能量,实现定向旋转或行走,在细胞内的能量物质转运和信号传递等生命活动中发挥着至关重要的作用。显然,第一类化学能驱动人造微纳米机器人与天然生物机器人更加相似。但目前多数的化学能驱动人造微纳米机器人以具有毒副作用的过氧化氢为燃料,不利于将其应用于生物医学领域。
公开号为CN109967123A,专利名称为一种空心纳米机器人及其制备方法与作为抗氧化剂的应用,公开了一种空心纳米机器人,主要由空心结构的介孔二氧化硅球(HMSNs)和在所述空心结构的介孔二氧化硅球表面负载的氯化血红素(hemin)组成的纳米酶(hemin-HMSNs)。本发明所述的空心纳米机器人具有类过氧化物酶(POD)、类(SOD)的性能,以H2O2、超氧自由基(O2·-)、羟基自由基(·OH)为燃料,通过hemin催化H2O2、超氧自由基(O2·-)、羟基自由基(·OH)释放的化学自由能为动力以引起其自身的运动,运动面积更大,将ROS转化成无毒害的H2O,可大幅提高细胞内ROS清除效率。虽然该专利能够通过酶产生动力,提高治疗疾病的目的。但是,该专利并不能实现对酶的负载量控制,不能实现驱动力大小的控制。
公开号CN110124047A,专利名称为一种DNA纳米机器人载药体系的制备方法以及由此得到的DNA纳米机器人载药体系,公开了包括将至少一条单链DNA和疏水性药物分子通过共价键连接形成共价连接产物;将共价连接产物和剩余的单链DNA加入含有镁离子的第一缓冲液中进行反应,组装成DNA纳米结构和疏水性药物分子的复合物,剩余的单链DNA与共价连接产物的单链DNA自组装形成具有锁的DNA纳米结构,疏水性药物分子被锁在DNA纳米结构的内侧;提供钥匙,所述钥匙与所述锁配合以使得疏水性药物分子从所述纳米结构暴露,从而提供DNA纳米机器人载药体系。本发明还提供由此得到的DNA纳米机器人载药体系。本发明用于活细胞内药物分子的靶向输送和可控释放,在重大疾病的智能诊疗中具有广阔的应用前景。该专利只是一种简单的药物载体,并没有公开如何利用生物体的物质提供动力,控制驱动力的大小内容。
公开号为CN107485779A,专利名称为纳米机器人及其制备方法,公开了纳米机器人包括:液态金属液滴,在所述液态金属液滴内设置有装载部件;所述装载部件用于装载治疗药物;所述装载部件上连接有通道,所述通道的一端与所述装载部件连通,所述通道的另一端设置有封口部件,且所述封口部件暴露在所述液态金属液滴外。通过液态金属制备纳米机器人,使纳米机器人进入生物体后不会对生物体造成伤害。在纳米机器人内设置有至少一个装载部件和与之对应的通道,使纳米机器人可以根据目标组织的性质将装载部件内的药物释放,达到治疗的目的。该专利是通过外界磁场控制液态金属运动,动力源为外界磁场,并非利用生物体内物质。
上述专利,虽然均公开了人造纳米机器人,并利用其载药应用,但是对于如何有效利用生物体内的物质,如葡萄糖、尿素等作为动力源,尤其是使动力的大小达到可控,并在没有其他标记物质,仅通过动力源的利用率多少达到纳米机器人靶向运动的作用,上述专利没有给出相关的报道。
发明内容
为解决上述技术缺陷,而提供了一种人造微纳米机器人及其制备方法。
本发明采用的技术方案在于,提供一种人造微纳米机器人,其包括二氧化硅形成的不对称二聚体骨架、位于所述骨架内部的磁性纳米颗粒、位于骨架表面的金纳米颗粒和表面修饰的活性酶。
所述的活性酶位于所述不对称二聚体结构中金纳米颗粒表面。
较佳的,所述磁性微球为内部含有四氧化三铁的二氧化硅颗粒,且所述磁性微球的粒径为200nm-5μm。
较佳的,所述的二氧化硅形成的不对称二聚体骨架表面溅射有金纳米颗粒,金纳米颗粒的粒径为20nm-1μm。
较佳的,所述活性酶包括葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶或尿素酶中的一种或多种。
较佳的,制备一种人造微纳米机器人的方法,其包括以下步骤:
步骤一、制备所述磁性微纳米颗粒;
步骤二、以步骤一所述的磁性纳米颗粒为内核制备磁性二氧化硅微球。
步骤三、通过真空等离子体溅射技术,合成内含有步骤二所述的磁性微球和金纳米颗粒的不对称二聚体结构;
步骤四、以步骤三所述的不对称二聚体结构为模板,利用化学修饰的方法将活性酶修饰到所述模板的金纳米颗粒表面上,获得人造微纳米机器人。
较佳的,步骤二中所述微球为二氧化硅颗粒,且所述微球的粒径为200 nm-5μm。
较佳的,步骤四中所述活性酶包括葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶或尿素酶中的一种或多种。
较佳的,步骤三中所述金纳米颗粒的粒径为20nm-1μm。
较佳的,制备一种人造微纳米机器人的方法,其包括以下步骤:
步骤一、制备所述磁性四氧化三铁纳米颗粒:a、将FeCl3·6H2O和醋酸钠溶解到乙二醇和乙二胺的混合溶液中;b、搅拌30分钟,将上述反应液转移至反应釜,加热至200℃;c、维持200℃的温度24小时,离心收集磁性四氧化三铁纳米颗粒,利用乙醇和去离子水清洗所述四氧化三铁颗粒3-4 次后,80℃干燥、收集四氧化三铁纳米颗粒;
其中,FeCl3·6H2O与醋酸钠的质量比为1:3~30;乙二醇与乙二胺的体积比为1~2:1;
步骤二、合成磁性二氧化硅微球:a、将步骤一所述的磁性四氧化三铁纳米颗粒分散到乙醇、去离子水和氨水的溶液中,得到混合溶液A;b、向混合溶液A中逐滴添加的正硅酸乙酯,持续搅拌48小时后离心收集,即得到含有所述磁性四氧化三铁颗粒的二氧化硅微球;
其中,磁性四氧化三铁纳米颗粒与乙醇、去离子水、氨水的质量体积比为0.1-1g:80-800mL:20-200mL:1-10mL;磁性四氧化三铁纳米颗粒与正硅酸乙酯的质量比为0.1-1:3-30;
步骤三、制备不对称二聚体微纳米机器人骨架:a、将步骤二所述的磁性二氧化硅微球平铺到石英片上;b、使用等离子体真空溅射仪向载有磁性二氧化硅微球的石英片溅射10-800nm厚度的纳米金;c、上述石英片置于马弗炉中700℃灼烧3小时后,完成所述不对称二聚体微纳米机器人骨架的制备;
步骤四、化学修饰活性酶:将步骤三所述的不对称二聚体微纳米机器人骨架加入到浓度为0.01-0.1mol/L的活性酶磷酸盐缓冲液,将活性酶修饰到不对称二聚体中金纳米颗粒的表面,30min后离心分离,弃去上清液,所得沉淀用pH 7.4的磷酸盐缓冲液清洗三次,最终得到所述人造微纳米机器人。
较佳的,使用等离子体真空溅射仪向载有磁性二氧化硅微球的石英片溅射100-500nm厚度的纳米金。
与现有技术比较,本发明的有益效果在于:本发明可重复性强,制备过程简单,且制备的人造微纳米机器人能够通过分解血液中的葡萄糖、膀胱中的尿素等生物介质快速运动,且不产生任何对机体有毒副作用的物质,或通过施加外源磁场,实现人造微纳米机器人运动方向的靶向运动,在药物靶向递送、肿瘤治疗等生物医学领域具有广泛的应用前景。
本发明最主要的特点是在磁性二氧化硅微球表面溅射有金纳米颗粒,利用金纳米颗粒载有活性酶,通过控制金纳米颗粒的粒径大小,达到控制载有活性酶量的多少,从而控制对葡萄糖、尿素等生物介质的利用率。本发明的上述技术可以实现利用控制葡萄糖、尿素等生物介质的利用率大小,使纳米机器人趋向于相对较高或者相对较低的葡萄糖、尿素等生物介质区域运动,即活性酶载有高,则利用的葡萄糖、尿素等生物介质量就大,则纳米机器人就能够在相对浓度高的生物介质内生存,相反则适宜相对浓度高的生物介质内生存。从而达到一定的靶向作用。本发明设置的不对称二聚体即体积相对较大的二氧化硅球体和相对较小的金纳米颗粒,可以是多个不对称二聚体聚集到一起(如图1所示),共同利用某一区域相对浓度较高的生物介质,提高利用率。也可以使纳米机器人更易于聚集到一起,提高载药量,提高药物浓度。本发明的纳米金颗粒可以为10-800nm内的任意厚度的纳米金,上述厚度的纳米金均能够实现对活性酶的附载。
本发明生物相容性好,与过氧化氢为燃料机器人相比更具安全性。同时,还可以通过施加外源磁场,实现人造微纳米机器人运动方向的人为操控,在药物靶向运输、肿瘤治疗等生物医学领域具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例2中人造微纳米机器人的制备步骤3和步骤4的示意图;
图2是本发明实施例2步制备的磁性纳米颗粒的透射电子显微镜照片;
图3是本发明实施例2制备的人造微纳米机器人的扫描电子显微镜照片;
图4是本发明实施例2中人造微纳米机器人运动示意图。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种人造微纳米机器人,其包括磁性微球和金纳米颗粒组成的不对称二聚体结构、位于所述不对称二聚体结构中金纳米颗粒表面的活性酶,其中所述磁性微球为内部含有四氧化三铁的二氧化硅颗粒,且所述磁性微球的粒径为200nm-5μm,所述所述活性酶包括葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶或尿素酶中的一种或多种。
其中利用活性酶修饰人造微纳米机器人,使人造微纳米机器人能够以人体内的葡萄糖、尿素等生物介质为燃料驱动自身运动,生物相容性好。同时,还可以通过施加外源磁场,实现人造微纳米机器人运动方向的人为操控,在药物靶向运输、肿瘤治疗等生物医学领域具有广泛的应用前景。本实施例的机器人参见图1至4所示。
实施例2
请参见图1和图2,
图1为本施例中人造微纳米机器人的制备步骤3和步骤4的示意图;
图2是本发明实施例2步制备的磁性纳米颗粒的透射电子显微镜照片;
图3是本发明实施例2制备的人造微纳米机器人的扫描电子显微镜照片。
本实施例以磁性微球、金纳米颗粒、活性酶为材料,利用真空等离子体溅射技术和化学修饰技术,将磁性微球、金纳米颗粒、以及活性酶融为一体,制备出具有不对称二聚体结构的人造微纳米机器人。具体包括以下步骤:
步骤一、制备所述磁性微纳米颗粒:
a、将1.0-10g的FeCl3·6H2O和3.0-30g的醋酸钠溶解到20-200mL乙二醇和10-100mL乙二胺的混合溶液中;b、剧烈搅拌30分钟,将上述反应液转移至反应釜,加热至200℃;c、维持该温度24小时,离心收集磁性四氧化三铁纳米颗粒,利用乙醇和去离子水清洗所述四氧化三铁颗粒3-4次后,80℃干燥、收集四氧化三铁纳米颗粒;
步骤二、合成磁性二氧化硅微球:
a、将0.1-1g的步骤一所述的磁性四氧化三铁纳米颗粒分散到80-800mL 乙醇、20-200mL去离子水和1-10mL氨水的溶液中,得到混合溶液A;b、向混合溶液A中逐滴添加3-30g的正硅酸乙酯,持续搅拌48小时后离心收集,即得到含有所述磁性四氧化三铁颗粒的二氧化硅微球;
步骤三、制备不对称二聚体微纳米机器人骨架:
a、将步骤二所述的磁性二氧化硅微球平铺到石英片上;b、使用等离子体真空溅射仪向载有磁性二氧化硅微球的石英片溅射10-800nm厚度的纳米金;c、上述石英片置于马弗炉中700℃灼烧3小时后,完成所述不对称二聚体微纳米机器人骨架的制备;
步骤四、化学修饰活性酶:将步骤三所述的不对称二聚体微纳米机器人骨架加入到浓度为0.01-0.1mol/L的葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶或尿素酶磷酸盐缓冲液,利用金对酶的物理吸附和化学共价结合作用将活性酶修饰到不对称二聚体中金纳米颗粒的表面,30min后离心分离,弃去上清液,所得沉淀用pH 7.4的磷酸盐缓冲液清洗三次,最终得到所述人造微纳米机器人。
通过图4可以清晰地看到人造微纳米机器人能够以人体内的葡萄糖、尿素等生物介质为燃料驱动下游动的原理,其中箭头代表其游动方向。本实施例多个人造微纳米机器人聚集到一起后,可以通过纳米金聚集到一起,使活性酶聚集到一起进行反应,利用反应产生的能量带动聚集在一起的机器人(如图1所示)旋转向前运动。
本实施例中所用药品均为市售产品,本实施例制备的人造微纳米机器人能够以人体内的葡萄糖、尿素等生物介质为燃料驱动自身运动。同时,还可以通过施加外源磁场,实现人造微纳米机器人运动方向的人为操控。该方法可重复性强,制备过程简单。
实施例3
本实施与实施例2的区别在于,人造微纳米机器人的靶向方式为外源磁场引导的特异性靶向。
实施例4
请参见2、图3、图4所示,
图2是本实施例制备的磁性纳米颗粒的透射电子显微镜照片;
图3是本实施例制备的人造微纳米机器人的扫描电子显微镜照片;
图4是实施例制备的人造微纳米机器人运动示意图
本实施例以磁性微球、金纳米颗粒、活性酶为材料,利用真空等离子体溅射技术和化学修饰技术,将磁性微球、金纳米颗粒、以及活性酶融为一体,制备出具有不对称二聚体结构的人造微纳米机器人。
步骤一、制备所述磁性微纳米颗粒:
a、将10g的FeCl3·6H2O和3.0g的醋酸钠溶解到20mL乙二醇和10mL 乙二胺的混合溶液中;b、剧烈搅拌30分钟,将上述反应液转移至反应釜,加热至200℃;c、维持该温度24小时,离心收集磁性四氧化三铁纳米颗粒,利用乙醇和去离子水清洗所述四氧化三铁颗粒3-4次后,80℃干燥、收集四氧化三铁纳米颗粒;
步骤二、合成磁性二氧化硅微球:
a、将1g的步骤一所述的磁性四氧化三铁纳米颗粒分散到80mL乙醇、20mL去离子水和1mL氨水的溶液中,得到混合溶液A;b、向混合溶液A 中逐滴添加30g的正硅酸乙酯,持续搅拌48小时后离心收集,即得到含有所述磁性四氧化三铁颗粒的二氧化硅微球;
步骤三、制备不对称二聚体微纳米机器人骨架:
a、将步骤二所述的磁性二氧化硅微球平铺到石英片上;b、使用等离子体真空溅射仪向载有磁性二氧化硅微球的石英片溅射800nm厚度的纳米金; c、上述石英片置于马弗炉中700℃灼烧3小时后,完成所述不对称二聚体微纳米机器人骨架的制备。
步骤四、化学修饰活性酶:将步骤三所述的不对称二聚体微纳米机器人骨架加入到浓度为0.01mol/L的葡萄糖氧化酶磷酸盐缓冲液,利用金对酶的物理吸附和化学共价结合作用将活性酶修饰到不对称二聚体中金纳米颗粒的表面,30min后离心分离,弃去上清液,所得沉淀用pH 7.4的磷酸盐缓冲液清洗三次,最终得到所述人造微纳米机器人。
本实施例中所用药品均为市售产品,本实施例制备的人造微纳米机器人能够以人体内的葡萄糖、尿素等生物介质为燃料驱动自身运动。同时,还可以通过施加外源磁场,实现人造微纳米机器人运动方向的人为操控。该方法可重复性强,制备过程简单。
从图3可以发现,本实施例得到的人造微纳米机器人具有不对称二聚体结构,直径为5μm。且磁性微球、金纳米颗粒、以及活性酶融合在一起,说明制备得到的人造微纳米机器人具有良好的稳定性。
实施例5
本实施例以磁性微球、金纳米颗粒、活性酶为材料,利用真空等离子体溅射技术和化学修饰技术,将磁性微球、金纳米颗粒、以及活性酶融为一体,制备出具有不对称二聚体结构的人造微纳米机器人。具体包括以下步骤:
步骤一、制备所述磁性微纳米颗粒:
a、将1.0g的FeCl3·6H2O和3.0g的醋酸钠溶解到200mL乙二醇和100 mL乙二胺的混合溶液中;b、剧烈搅拌30分钟,将上述反应液转移至反应釜,加热至200℃;c、维持该温度24小时,离心收集磁性四氧化三铁纳米颗粒,利用乙醇和去离子水清洗所述四氧化三铁颗粒3-4次后,80℃干燥、收集四氧化三铁纳米颗粒;
步骤二、合成合成磁性二氧化硅微球:
a、将0.1g的步骤一所述的磁性四氧化三铁纳米颗粒分散到800mL乙醇、200mL去离子水和10mL氨水的溶液中,得到混合溶液A;b、向混合溶液A中逐滴添加3g的正硅酸乙酯,持续搅拌48小时后离心收集,即得到含有所述磁性四氧化三铁颗粒的二氧化硅微球;
步骤三、制备不对称二聚体微纳米机器人骨架:
a、将步骤二所述的磁性二氧化硅微球平铺到石英片上;b、使用等离子体真空溅射仪向载有磁性二氧化硅微球的石英片溅射10nm厚度的纳米金;c、上述石英片置于马弗炉中700℃灼烧3小时后,完成所述不对称二聚体微纳米机器人骨架的制备。
步骤四、化学修饰活性酶:将步骤三所述的不对称二聚体微纳米机器人骨架加入到浓度为0.01mol/L的葡萄糖氧化酶磷酸盐缓冲液,利用金对酶的物理吸附和化学共价结合作用将活性酶修饰到不对称二聚体中金纳米颗粒的表面,30min后离心分离,弃去上清液,所得沉淀用pH 7.4的磷酸盐缓冲液清洗三次,最终得到所述人造微纳米机器人。
本实施例中所用药品均为市售产品,本实施例制备的人造微纳米机器人能够以人体内的葡萄糖、尿素等生物介质为燃料驱动自身运动。同时,还可以通过施加外源磁场,实现人造微纳米机器人运动方向的人为操控。该方法可重复性强,制备过程简单。
实施例6
本实施例与实施例5的区别之处在于,步骤一中将5g的FeCl3·6H2O和 15g的醋酸钠溶解到200mL乙二醇和100mL乙二胺的混合溶液中得到四氧化三铁颗粒悬浮液,其他与实施例5相同。
实施例7
本实施例与实施例5的区别之处在于,步骤四中0.01mol/L的葡萄糖氧化酶磷酸盐缓冲液替换为浓度为0.01mol/L的过氧化氢酶磷酸盐缓冲液。
实施例8
本实施例与实施例5的区别之处在于,步骤四中0.01mol/L的葡萄糖氧化酶磷酸盐缓冲液替换为浓度为0.01mol/L的尿素酶磷酸盐缓冲液。
实施例9
本实施例与实施例5的区别之处在于,步骤二变为:
合成磁性二氧化硅微球:a、将1g的步骤一所述的磁性四氧化三铁纳米颗粒分散到80mL乙醇、20mL去离子水和1mL氨水的溶液中,得到混合溶液A;b、向混合溶液A中逐滴添加30g的正硅酸乙酯,持续搅拌48小时后离心收集,即得到含有所述磁性四氧化三铁颗粒的二氧化硅微球,其他与实施例5相同。
实施例10
本实施例与实施例5的区别之处在于,步骤二变为:
合成磁性二氧化硅微球:a、将0.5g的步骤一所述的磁性四氧化三铁纳米颗粒分散到80mL乙醇、20mL去离子水和1mL氨水的溶液中,得到混合溶液A;b、向混合溶液A中逐滴添加15的正硅酸乙酯,持续搅拌48小时后离心收集,即得到含有所述磁性四氧化三铁颗粒的二氧化硅微球,其他与实施例5相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种人造微纳米机器人,其特征在于,其包括二氧化硅形成的不对称二聚体骨架、位于所述骨架内部的磁性纳米颗粒、位于骨架表面的金纳米颗粒和表面修饰的活性酶。
2.根据权利要求1所述的一种人造微纳米机器人,其特征在于,所述磁性微纳米颗粒为四氧化三铁颗粒,且所述四氧化三铁颗粒的粒径为5nm-200nm。
3.根据权利要求1所述的一种人造微纳米机器人,其特征在于,所述的二氧化硅形成的不对称二聚体骨架表面溅射有金纳米颗粒,金纳米颗粒的粒径为20nm-1μm。
4.根据权利要求1所述的一种人造微纳米机器人,其特征在于,所述活性酶包括葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶或尿素酶中的一种或多种。
5.制备如权利要求1-4任一项所述的一种人造微纳米机器人的方法,其特征在于,其包括以下步骤:
步骤一、制备所述磁性微纳米颗粒;
步骤二、以步骤一所述的磁性纳米颗粒为内核制备磁性二氧化硅微球;
步骤三、通过真空等离子体溅射方法,合成内含有步骤二所述的磁性微球和金纳米颗粒的不对称二聚体结构;
步骤四、以步骤三所述的不对称二聚体结构为模板,利用化学修饰的方法将活性酶修饰到所述模板的金纳米颗粒表面上,获得人造微纳米机器人。
6.根据权利要求5所述的一种人造微纳米机器人的制备方法,其特征在于,步骤二中所述微球为二氧化硅颗粒,且所述微球的粒径为200nm-5μm。
7.根据权利要求5所述的一种人造微纳米机器人的制备方法,其特征在于,步骤四中所述活性酶包括葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶或尿素酶中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的一种人造微纳米机器人的制备方法,其特征在于,步骤三中所述金纳米颗粒的粒径为20nm-1μm。
9.根据权利要求5所述的制备一种人造微纳米机器人的方法,其特征在于,其包括以下步骤:
步骤一、制备所述磁性四氧化三铁纳米颗粒:a、将FeCl3·6H2O和醋酸钠溶解到乙二醇和乙二胺的混合溶液中;b、搅拌30分钟,将上述反应液转移至反应釜,加热至200℃;c、维持200℃的温度24小时,离心收集磁性四氧化三铁纳米颗粒,利用乙醇和去离子水清洗所述四氧化三铁颗粒3-4次后,80℃干燥、收集四氧化三铁纳米颗粒;
其中,FeCl3·6H2O与醋酸钠的质量比为1:3~30;乙二醇与乙二胺的体积比为1~2:1;
步骤二、合成磁性二氧化硅微球:a、将步骤一所述的磁性四氧化三铁纳米颗粒分散到乙醇、去离子水和氨水的溶液中,得到混合溶液A;b、向混合溶液A中逐滴添加的正硅酸乙酯,持续搅拌48小时后离心收集,即得到含有所述磁性四氧化三铁颗粒的二氧化硅微球;
其中,磁性四氧化三铁纳米颗粒与乙醇、去离子水、氨水的质量体积比为0.1-1g:80-800mL:20-200mL:1-10mL;磁性四氧化三铁纳米颗粒与正硅酸乙酯的质量比为0.1-1:3-30;
步骤三、制备不对称二聚体微纳米机器人骨架:a、将步骤二所述的磁性二氧化硅微球平铺到石英片上;b、使用等离子体真空溅射仪向载有磁性二氧化硅微球的石英片溅射10-800nm厚度的纳米金;c、上述石英片置于马弗炉中700℃灼烧3小时后,完成所述不对称二聚体微纳米机器人骨架的制备;
步骤四、化学修饰活性酶:将步骤三所述的不对称二聚体微纳米机器人骨架加入到浓度为0.01-0.1mol/L的活性酶磷酸盐缓冲液,将活性酶修饰到不对称二聚体中金纳米颗粒的表面,30min后离心分离,弃去上清液,所得沉淀用pH 7.4的磷酸盐缓冲液清洗三次,最终得到所述人造微纳米机器人。
10.根据权利要求9所述的制备一种人造微纳米机器人的方法,其特征在于,使用等离子体真空溅射仪向载有磁性二氧化硅微球的石英片溅射100-500nm厚度的纳米金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010373557.5A CN111575267B (zh) | 2020-05-06 | 2020-05-06 | 一种人造微纳米机器人及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010373557.5A CN111575267B (zh) | 2020-05-06 | 2020-05-06 | 一种人造微纳米机器人及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111575267A true CN111575267A (zh) | 2020-08-25 |
CN111575267B CN111575267B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=72118601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010373557.5A Active CN111575267B (zh) | 2020-05-06 | 2020-05-06 | 一种人造微纳米机器人及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111575267B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113208691A (zh) * | 2021-02-21 | 2021-08-06 | 蒋立虹 | 一种用于大鼠动脉粥样斑块的清道夫机器人 |
CN113842329A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种含游动纳米机器人用于口腔主动预防与治疗的漱口水 |
CN116675180A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-09-01 | 国科温州研究院(温州生物材料与工程研究所) | 一种葡萄糖氧化酶驱动游动纳米机器人及其制备方法 |
CN116810760A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-09-29 | 广西大学 | 一种Janus双驱动微纳米机器人及其制备方法 |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101850123A (zh) * | 2010-06-10 | 2010-10-06 | 北京化工大学 | 核壳型荧光标记磁性药物无机纳米杂化材料及制备方法 |
CN102660255A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-09-12 | 北京化工大学 | 一种具有生物活性的磁性荧光纳米粒子及其制备方法 |
CN105126716A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-09 | 中南大学 | 一种巯基修饰四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒的制备方法 |
US9242213B1 (en) * | 2012-07-06 | 2016-01-26 | Terrence W. Aylesworth | Forward osmosis using magnetic nanoparticle draw solutions |
CN108524941A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-09-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种酶驱动瓶状纳米马达及其制备方法 |
CN108837801A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-20 | 南方科技大学 | 一种双核壳疏水磁性微球及其制备方法 |
CN108977433A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-11 | 青岛农业大学 | 一种固定化木质素过氧化物酶的制备方法及应用 |
CN109223062A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-18 | 湖南早晨纳米机器人有限公司 | 一种纳米机器人的动力系统 |
CN109850953A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-07 | 浙江工业大学 | 一种基于四氧化三铁纳米颗粒高效组装结构的磁性复合微球的制备方法 |
CN109967123A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-05 | 中国科学院化学研究所 | 一种空心纳米机器人及其制备方法与作为抗氧化剂的应用 |
US20190240248A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-08-08 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Dna nanorobot and methods of use thereof |
CN110975796A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 昆明理工大学 | 一种纳米马达及其制备方法和应用 |
CN110987901A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-10 | 无锡物联网创新中心有限公司 | 一种Au-Au二聚体阵列结构及其制备方法和应用 |
CN111077185A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-28 | 东南大学 | 多自由度自组装纳米机器人及其制作控制方法 |
CN111333019A (zh) * | 2018-12-19 | 2020-06-26 | 湖南早晨纳米机器人有限公司 | 纳米机器人与纳米机器人运动控制系统 |
US20220273382A1 (en) * | 2019-08-01 | 2022-09-01 | Indian Institute Of Science | A method for locomotion of a nanorobot and implementations thereof |
CN115531549A (zh) * | 2022-10-28 | 2022-12-30 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 一种磁性载药木质素微纳米马达及其制备方法 |
-
2020
- 2020-05-06 CN CN202010373557.5A patent/CN111575267B/zh active Active
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101850123A (zh) * | 2010-06-10 | 2010-10-06 | 北京化工大学 | 核壳型荧光标记磁性药物无机纳米杂化材料及制备方法 |
CN102660255A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-09-12 | 北京化工大学 | 一种具有生物活性的磁性荧光纳米粒子及其制备方法 |
US9242213B1 (en) * | 2012-07-06 | 2016-01-26 | Terrence W. Aylesworth | Forward osmosis using magnetic nanoparticle draw solutions |
CN105126716A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-09 | 中南大学 | 一种巯基修饰四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒的制备方法 |
US20190240248A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-08-08 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Dna nanorobot and methods of use thereof |
CN108524941A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-09-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种酶驱动瓶状纳米马达及其制备方法 |
CN108837801A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-20 | 南方科技大学 | 一种双核壳疏水磁性微球及其制备方法 |
CN108977433A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-11 | 青岛农业大学 | 一种固定化木质素过氧化物酶的制备方法及应用 |
CN109223062A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-18 | 湖南早晨纳米机器人有限公司 | 一种纳米机器人的动力系统 |
CN111333019A (zh) * | 2018-12-19 | 2020-06-26 | 湖南早晨纳米机器人有限公司 | 纳米机器人与纳米机器人运动控制系统 |
CN109967123A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-07-05 | 中国科学院化学研究所 | 一种空心纳米机器人及其制备方法与作为抗氧化剂的应用 |
CN109850953A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-07 | 浙江工业大学 | 一种基于四氧化三铁纳米颗粒高效组装结构的磁性复合微球的制备方法 |
US20220273382A1 (en) * | 2019-08-01 | 2022-09-01 | Indian Institute Of Science | A method for locomotion of a nanorobot and implementations thereof |
CN110975796A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 昆明理工大学 | 一种纳米马达及其制备方法和应用 |
CN111077185A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-28 | 东南大学 | 多自由度自组装纳米机器人及其制作控制方法 |
CN110987901A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-10 | 无锡物联网创新中心有限公司 | 一种Au-Au二聚体阵列结构及其制备方法和应用 |
CN115531549A (zh) * | 2022-10-28 | 2022-12-30 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 一种磁性载药木质素微纳米马达及其制备方法 |
Non-Patent Citations (9)
Title |
---|
LUO M等: "Enhanced propulsion of ureasepowered micromotors by multilayered assembly of ureases on Janus magnetic microparticles" * |
MINGJUN XUAN等: "Near Infrared Light-Powered Janus Mesoporous Silica Nanoparticle Motors" * |
SHARLEE MAHONEY等: "The Developmental Toxicity of Complex Silica-Embedded Nickel Nanoparticles Is Determined by Their Physicochemical Properties", PLOS ONE, 31 March 2016 (2016-03-31), pages 1 - 20 * |
ZHANG Y H等: "MnO2 motor: A prospective cancer-starving therapy promoter" * |
张号: "基于纳米机器人的石墨烯力学特性的研究", pages 140 - 365 * |
李天龙: "微纳马达的制备及驱动控制方法研究", 中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑, 15 January 2018 (2018-01-15), pages 029 - 2 * |
李梦月等: "微纳米机器人的最新研究进展综述", pages 732 - 749 * |
王丹: "基于高分子材料的刺激响应性智能驱动器件", pages 016 - 164 * |
王英帅: "金纳米粒子复合材料的设计及应用研究", 中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑, 15 November 2017 (2017-11-15), pages 020 - 19 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113208691A (zh) * | 2021-02-21 | 2021-08-06 | 蒋立虹 | 一种用于大鼠动脉粥样斑块的清道夫机器人 |
CN113842329A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种含游动纳米机器人用于口腔主动预防与治疗的漱口水 |
CN113842329B (zh) * | 2021-08-30 | 2023-04-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种含游动纳米机器人用于口腔主动预防与治疗的漱口水 |
CN116675180A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-09-01 | 国科温州研究院(温州生物材料与工程研究所) | 一种葡萄糖氧化酶驱动游动纳米机器人及其制备方法 |
CN116810760A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-09-29 | 广西大学 | 一种Janus双驱动微纳米机器人及其制备方法 |
CN116810760B (zh) * | 2023-07-20 | 2024-05-03 | 广西大学 | 一种Janus双驱动微纳米机器人及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111575267B (zh) | 2024-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111575267A (zh) | 一种人造微纳米机器人及其制备方法 | |
Lee et al. | Light‐responsive inorganic biomaterials for biomedical applications | |
Gong et al. | Micro/nanofabrication, assembly, and actuation based on microorganisms: Recent advances and perspectives | |
Su et al. | Janus micro/nanorobots in biomedical applications | |
CN108524941B (zh) | 一种酶驱动瓶状纳米马达及其制备方法 | |
de la Asunción‐Nadal et al. | MoSBOTs: magnetically driven biotemplated MoS2‐based microrobots for biomedical applications | |
CN103028116B (zh) | 基于纤维素基模板的磁性纳米复合微球及其制法和用途 | |
Yuan et al. | Design and control of the micromotor swarm toward smart applications | |
CN101797387B (zh) | 一种可携带基因和药物的磁性靶向载体及其制备方法和应用 | |
CN110251480B (zh) | 一种核壳结构的丝素蛋白/二氧化锰复合微球药物载体及制备方法 | |
Li et al. | An overview of recent progress in micro/nanorobots for biomedical applications | |
Guo et al. | Construction of intelligent moving micro/nanomotors and their applications in biosensing and disease treatment | |
CN113493223A (zh) | 一种中空二氧化锰纳米球的制备方法与应用 | |
CN112056310B (zh) | 一种dfns负载碳量子点/二硫化钼量子点及其制备方法和应用 | |
Zhang et al. | NIR-propelled Janus nanomotors for active photoacoustic imaging and synergistic photothermal/chemodynamic therapy | |
Wang et al. | Emerging micro/nanomotor‐based platforms for biomedical therapy | |
CN111803629A (zh) | 一种基于纳米纤维素晶的有机无机杂化多功能生物材料及其制备方法和应用 | |
Yu et al. | Micro/nanomotor‐driven intelligent targeted delivery systems: dynamics sources and frontier applications | |
CN108619513B (zh) | 具有光热和光动力协同治疗能力且可有效杀伤肿瘤细胞的金棒-钛酸钡核壳纳米材料及制法 | |
Li et al. | Polymer‐Modified Micromotors with Biomedical Applications: Promotion of Functionalization | |
Preetam et al. | Empowering tomorrow's medicine: energy-driven micro/nano-robots redefining biomedical applications | |
CN115501348A (zh) | 一种具有抗癌活性的纳米药物载体及其制备方法和应用 | |
CN111228487B (zh) | 含石墨化荧光碳点且具有yolk-shell结构的磁性粒子及其制备方法和应用 | |
CN110201167B (zh) | 光照释放氧气的载酶硒化铋纳米粒子的制备方法 | |
CN110292641B (zh) | 一种磁热触发级联酶反应超分子凝胶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 |