锰卟啉基超分子纳米酶的设计及分析与治疗研究

作     者：龙超 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王明

授予年度：2024年

学科分类：081705[工学-工业催化] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

主      题：纳米酶 超分子 金属卟啉 类过氧化物酶 分子检测 抗菌 

摘      要：自2007年首例无机纳米粒子具有类过氧化物酶被报道以来,纳米酶近年来飞速发展,其种类得到了极大扩充。但是对于许多纳米材料来说,酶活性中心不明确,活性位点易被屏蔽,因此急需一种新的方式来更好的模拟天然酶的活性中心。超分子化学中利用配位协调驱动自动装的方法可以合成具有明确结构的超分子笼,能够更有效模拟天然酶的活性中心。本论文以金属卟啉为配体,利用配体间的弱相互作用合成了锰卟啉基超分子笼（Mn-PC）,并研究了其协同类过氧化物酶活性和光动力治疗应用于分子检测和小鼠皮肤细菌感染模型中,主要研究内容如下: 在第二章中,基于金属卟啉是自然界中许多天然酶的活性中心,因此我们设计并合成了Mn-PC纳米酶,它不仅具有单原子纳米酶和金属有机框架基纳米酶在最大限度地利用金属原子方面的优点,同时具有分子结构明确、表征简单、产率高等独特优势。通过对Mn-PC纳米酶类酶活性的测试,发现其仅具有类过氧化物酶（POD）活性,不具有类氧化酶（OXD）活性,也不具有类过氧化氢酶（CAT）活性;通过羟基自由基清除实验证明了Mn-PC类POD活性的来源,确保了羟基自由基参与比色反应的机制。对Mn-PC的类POD活性条件进行优化后,实现了谷胱甘肽和多巴胺的可视化检测。 在第三章中,金属卟啉能够在激光辐射下生成高毒性的活性氧,且Mn-PC具有优异的类过氧化物酶活性,可催化H2O2生成高毒性的·OH,两者协同应用于抗菌。通过体外抗菌实验证明,该系统不仅对大肠杆菌（革兰氏阴性菌）和金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性菌）有明显的杀菌行为,而且对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也有显著的杀菌效果;通过小鼠皮肤细菌感染模型的治疗证明,Mn-PC超分子纳米酶协同光动力治疗与类过氧化物酶活性可清除伤口感染的细菌,加速人工创面的愈合。