本发明属于纳米酶，具体涉及一种s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、癌症是当前导致人类死亡的主要原因之一，它严重威胁着人类的生命健康。目前，治疗癌症的主要方法包括放疗、化疗和手术切除，但这些方法都伴随着不同程度的副作用，因此，寻找安全高效的肿瘤治疗策略显得至关重要。过量的活性氧(ros)会引起肿瘤细胞dna、蛋白质等生物大分子的损伤，最终导致肿瘤细胞凋亡。酶疗法作为一种肿瘤体内催化治疗模式，可通过催化反应调控ros，从而引起肿瘤细胞凋亡，受到了研究者的广泛关注。此外，酶疗法还能激活人体免疫力，增强免疫系统功能。然而，天然酶在实际应用中面临着成本高昂、稳定性差、保存困难等问题，这些因素大大限制了其在临床治疗中的应用。
2、随着纳米科学领域发展，越来越多的纳米材料被发现具有类酶催化活性，包含碳基纳米材料、金属纳米材料和金属氧化物纳米结构等，这类具备类似天然酶催化活性的纳米材料被称为纳米酶。与天然酶相比，纳米酶具有许多显著的优势，例如成本低、稳定性高、易于制备、以及催化活性可调节等。并且，在肿瘤微环境中，纳米酶可以利用肿瘤弱酸性为反应条件，瘤内h2o2为反应原料，模拟过氧化物酶(peroxidase，pod)活性，触发fenton/类fenton反应，催化h2o2产生大量·oh，从而诱导肿瘤细胞凋亡，实现肿瘤微环境响应的化学动力学治疗(chemodynamic therapy，cdt)。其中，碳基纳米酶由于生物相容性良好，可以显著降低对机体的毒性反应，被广泛用于肿瘤cdt。此外，碳基纳米酶还具有很强的近红外吸收，能用于肿瘤光热治疗。其在光热治疗中可迅速提高局部温度，增强抗肿瘤效果。然而，如何进一步提高碳基纳米酶的催化活性，提高cdt疗效仍面临挑战。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料及其制备方法和应用。该复合材料为杂原子掺杂和具有分层多孔结构的载药纳米酶复合材料，具有显著的光热效应和类酶催化活性，可以在肿瘤部位积聚并缓释药物，实现化疗、类酶催化疗法和光热效应的协同抗肿瘤治疗，实现高效抗肿瘤效果。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
3、提供一种s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、1)分层多孔s/n共掺杂碳基纳米酶的合成：将盐酸葡萄糖氨(c6h13no5·hcl)、硫脲(ch4n2s)和氯化锌共同溶解于sio2悬浮液中，溶液搅拌后冻干处理，随后，在惰性气氛下对冻干粉末进行热解，最后氢氟酸去除模版，即得分层多孔s/n共掺杂碳基纳米酶，记为snc纳米酶；
5、2)将步骤1)制备所得snc纳米酶分散溶于超纯水中，然后加入磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000-胺(dspe-peg2k-nh2)，搅拌过夜，离心得沉淀，沉淀记为s-peg，将沉淀分散于超纯水中，得s-peg分散液；
6、3)将步骤2)所得s-peg分散液与盐酸阿霉素(doxorubicin，简称dox)溶液避光混合，搅拌过夜，分离沉淀即得s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料。
7、按上述方案，所述步骤1)中，盐酸葡萄糖氨、硫脲、氯化锌和sio2质量比为2：0.3～0.4:0.1～0.2:1.5～2.5。
8、按上述方案，所述步骤1)中，惰性气氛为流动的氮气气氛。
9、按上述方案，所述步骤1)中，热解条件为：800-1000℃煅烧1.5～2.5h。优选地，升温速率为4～6℃/min。
10、按上述方案，所述步骤1)中，氢氟酸的浓度为8～15wt％。
11、按上述方案，所述步骤2)中，snc纳米酶和dspe-peg2k-nh2的质量比为4:12～18。
12、按上述方案，所述步骤2)中，snc纳米酶分散溶于超纯水中，所得snc纳米酶分散液的浓度为0.8～1.2mg/ml。
13、按上述方案，所述步骤2)中，离心条件为10000-12000/rpm的速度离心8～12min。
14、按上述方案，所述步骤2)中，s-peg分散液的浓度为0.8～1.2mg/ml。
15、按上述方案，所述步骤3)中，s-peg和盐酸阿霉素的质量比为3：3～5。
16、按上述方案，所述步骤3)中，盐酸阿霉素溶液浓度为0.8～1.2mg/ml。
17、按上述方案，所述步骤3)中，通过离心分离沉淀；优选地，离心条件为10000-12000/rpm的速度离心8～12min。
18、提供一种上述方法制备所得s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
19、本发明提供了一种s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料的制备方法，以二氧化硅作为硬模板，氯化锌作为造孔剂，盐酸葡萄糖氨作为n源与c源，硫脲作为s源，通过一锅高温热解法退火将s、n同时掺杂于碳骨架中，最终氢氟酸去除硬模板，从而得到分层多孔结构的s/n共掺杂碳基纳米酶snc；其中：
20、本发明制备的snc纳米酶凭借杂原子掺杂的模式，基于杂原子之间的协同效应，调控碳载体的电荷分布从而影响中间体的吸附能，实现活性位点催化活性的增强，同时配合其分层多孔结构，具有高度暴露数量的活性位点和丰富的边缘缺陷，使其具有更高的催化活性，具有高选择性的类过氧化物酶(pod)活性，可以充分催化肿瘤微环境中h2o2，生成·oh造成癌细胞损伤；同时分层多孔结构在提供高密度催化活性位点的同时还含有大量药物负载位点，经peg化修饰后，可负载抗癌药物阿霉素，通过肿瘤组织高渗透长滞留效应(enhanced permeability and retention effect，epr)效应累积于瘤区释放药物促进细胞凋亡；最后，碳基纳米材料本身的光热效应也能提高肿瘤区域的温度，进一步促进细胞凋亡。
21、本发明所得s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料，通过高通透性和滞留效应(简称epr效应)被动富集于肿瘤组织后释放dox，能有效减少药物动力学损耗，并通过肿瘤微环境(简称tme)低ph条件释放药物干扰肿瘤细胞增殖，同时其类pod活性具有高度选择性，利用tme环境中高h2o2催化产生的羟基自由基引发细胞氧化应激，从而导致癌细胞损伤，而对正常组织无损伤。此外结合材料光热效应，通过提高肿瘤区域的温度来促进细胞凋亡，以增强治疗效果。这种方法旨在实现一种综合的抗肿瘤治疗，通过化学/光热/cdt多种机制共同作用来抑制肿瘤的生长和扩散。
22、本发明的有益效果是：
23、1.本发明采用一锅高温热解法，通过s源与n源的引入实现杂原子掺杂及二氧化硅与氯化锌的造孔形成分层多孔结构，提高了材料催化活性并提供大量药物承载位点，然后方便地利用分层多孔结构引入抗癌药物盐酸阿霉素，得到了负载抗癌药物dox的具有分层多孔结构的s/n共掺杂碳基纳米酶snc；所得复合材料具有一定的光热效应和高选择性的优异的类酶催化活性，并可通过epr效应在肿瘤病灶区大量累积并缓释药物，实现化疗、类酶催化疗法和光热效应的协同抗肿瘤治疗，通过多种机制共同作用来抑制肿瘤的生长和扩散，并有效减少化疗损伤正常组织的可能，达到高效抗肿瘤的目的，为开发新型高效的恶性肿瘤联合治疗策略提供新思路。
24、2.本发明采用一锅高温热解法，制备工艺简单，生产周期短，原料价廉易得，节约了生产成本，且生产过程中不使用剧毒原料或者易挥发的化学试剂，生产过程安全环保，适于大规模生产。
1.一种s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，盐酸葡萄糖氨、硫脲、氯化锌和sio2质量比为2：0.3～0.4:0.1～0.2:1.5～2.5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，热解条件为：800-1000℃煅烧1.5～2.5h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，氢氟酸的浓度为8～15wt％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，snc纳米酶和dspe-peg2k-nh2的质量比为4:12～18。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，snc纳米酶分散溶于超纯水中，所得snc纳米酶分散液的浓度为0.8～1.2mg/ml。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，s-peg分散液的浓度为0.8～1.2mg/ml；盐酸阿霉素溶液浓度为0.8～1.2mg/ml。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，s-peg和盐酸阿霉素的质量比为3：3～5。
9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备所得s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料。
10.一种权利要求9所述的s/n共掺杂碳基纳米酶@dox复合材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
