本发明属于生物医药,涉及一种卟啉基金属有机框架声敏剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、癌症以其治疗和治愈程度难、高转移率和高致死率等特点,成为危害人类健康的主要死因之一。然而放疗、化疗和手术切除等现有的治疗方式具有不可忽略的全身毒性、组织损伤等不良反应。近年来,随着纳米科技和纳米医学的发展,一些非侵入式的新型治疗方式逐渐涌现并得到大力发展。声动力疗法(sdt)是通过低强度短期重复超声照射肿瘤部位来杀死癌细胞的治疗策略,具备高组织穿透深度和低不良反应的优势,有效应用于深层肿瘤治疗。然而肿瘤特有的乏氧微环境和低ros量子产率限制了声动力疗法的临床应用。因此,发展高ros量子产率和克服乏氧微环境的新型纳米声敏剂以提高声动力疗效具有重要意义。
2、卟啉具备优异的光物理/化学特性、有效的清除能力、低毒性和长斯托克斯位移等优异的生物医学特性,作为ii型声敏剂,应用于肿瘤光动力与声动力治疗中。利用卟啉作为有机配体的金属有机框架材料,通过可调的尺寸和结构实现声敏剂的高负载和ros的稳定扩散,有效避免声敏剂分子之间的自爆发效应,广泛应用于声动力治疗中。此外,借助于金属簇较低的能隙,利用有机配体→金属离子之间的电子转移,可使卟啉基金属有机框架材料产生羟基自由基(·oh)和超氧阴离子(o2·-)等i型ros。然而,克服肿瘤乏氧微环境和提升ros量子产率仍是声动力治疗需重点关注的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种卟啉基金属有机框架声敏剂及其制备方法和应用,具体提供一种卟啉基金属有机框架声敏剂及其制备方法、一种i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂及其制备方法、以及上述产品的应用。
2、为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种卟啉基金属有机框架声敏剂的制备方法,所述制备方法包括:以卟啉配体、金属源、辅助剂和有机溶剂为制备原料,通过水热法进行配位反应制得;所述卟啉配体为中-四(羧基苯基)卟吩,所述金属源为镱离子盐或其水合物,所述辅助剂为苯甲酸和聚乙烯吡咯烷酮。
4、本发明首先利用有机配体→金属离子之间的电子转移效应,以中-四(羧基苯基)卟吩、镱离子盐或其水合物、苯甲酸、聚乙烯吡咯烷酮和有机溶剂为制备原料,通过溶剂热法成功制成了一种卟啉基金属有机框架声敏剂,其制备方法简单,在超声下可同时产生i/ii型ros(包括单线态氧(1o2)、羟基自由基(·oh)和超氧阴离子(o2·-)),其应用于肿瘤声动力治疗中具有优异的抗肿瘤效果。
5、优选地,所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和无水乙醇。
6、优选地,所述无水乙醇在反应体系中的质量分数为66-70%,例如66%、67%、68%、69%、70%等。
7、优选地,所述配位反应在80-100℃(例如80℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、100℃等)下进行2-8h(例如2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h等)。
8、优选地,所述金属源与卟啉配体的摩尔比为(2-4):(1-3),例如2:1、1:1、2:3、3:1、3:2、4:1、4:3等。
9、进一步优选地,所述制备方法包括:
10、将卟啉配体的二甲基亚砜溶液、金属源的n,n-二甲基甲酰胺溶液、聚乙烯吡咯烷酮的n,n-二甲基甲酰胺溶液、苯甲酸的无水乙醇溶液混合,在80-100℃(例如80℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、100℃等)下进行2-8h(例如2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h等)的配位反应,得到所述卟啉基金属有机框架声敏剂。
11、第二方面,本发明提供根据第一方面所述的制备方法制得的卟啉基金属有机框架声敏剂记为yb-tcpp,所述卟啉基金属有机框架声敏剂为片状结构,具有同时产生i型ros和ii型ros的性能。
12、所述卟啉基金属有机框架声敏剂的尺寸大约在130-170nm之间。
13、第三方面,本发明提供一种i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂的制备方法,所述制备方法包括:
14、将第二方面所述的卟啉基金属有机框架声敏剂和金源共混合于水溶液中,利用还原剂还原上述混合物,即得。
15、进一步地,本发明针对声动力治疗过程中ros量子产率低和肿瘤乏氧微环境影响声动力治疗(sdt)疗效的问题,利用在yb-tcpp的内部原位生长金纳米颗粒的方式构建了一种新型的声敏剂,该声敏剂具备较短的带隙和丰富的氧空位缺陷,超声下促进电子空穴分离并抑制其再复合,能够同时增效i/ii型ros量子产率,还具备类过氧化氢酶活性,可以与过氧化氢反应实现自产氧,缓解乏氧肿瘤微环境带来的影响,进而增强sdt效率。
16、优选地,所述金源为氯金酸或其水合物。
17、优选地,所述金源为六水合氯金酸。
18、优选地,所述卟啉基金属有机框架声敏剂与金源的摩尔比为(1-5):(1-10),例如1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、2:5、1:2、2:3、1:1、3:2、2:1、3:1、4:1、5:1等。
19、优选地,所述共混合在搅拌条件下进行18-30h,例如18h、20h、22h、24h、25h、26h、28h、30h等。
20、优选地,所述还原前还用超纯水对混合物进行洗涤。
21、优选地,所述还原剂为硼氢化钠。
22、优选地,所述还原在搅拌条件下进行。
23、优选地,所述还原的时间为5-30min,例如5min、7min、8min、10min、15min、20min、22min、25min、30min等。
24、第四方面,本发明提供根据第三方面所述的制备方法制得的i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂记为au/yb-tcpp,所述i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂具有类过氧化氢纳米酶活性和提高i/ii型活性氧产率的性能。
25、所述i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂的尺寸大约为80-120nm之间。
26、第五方面,本发明提供第二方面所述的卟啉基金属有机框架声敏剂或第四方面所述的i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂在制备抗肿瘤药物或抗肿瘤材料中的应用。
27、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
28、本发明利用溶剂热法成功制备yb-tcpp声敏剂,在超声下可同时产生i/ii型ros(包括单线态氧、超氧阴离子和羟基自由基);且通过原位生长au纳米粒子得到au/yb-tcpp纳米声敏剂,其具备较短的带隙和丰富的氧空位缺陷,超声下促进电子空穴分离并抑制其再复合,同时增效i/ii型ros的产生,au/yb-tcpp同时具备类过氧化氢酶活性,可以与过氧化氢反应实现自产氧,缓解乏氧肿瘤微环境带来的影响,进而增强sdt效率。本发明所涉及的声敏剂制备简单,可同时高效率产生多种ros,兼具改善乏氧肿瘤微环境能力,有望在生物医药领域展开应用。
1.一种卟啉基金属有机框架声敏剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:以卟啉配体、金属源、辅助剂和有机溶剂为制备原料,通过水热法进行配位反应制得;所述卟啉配体为中-四(羧基苯基)卟吩,所述金属源为镱离子盐或其水合物,所述辅助剂为苯甲酸和聚乙烯吡咯烷酮。
2.根据权利要求1所述的卟啉基金属有机框架声敏剂的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和无水乙醇;
3.根据权利要求1或2所述的卟啉基金属有机框架声敏剂的制备方法,其特征在于,所述配位反应在80-100℃下进行2-8h;
4.根据权利要求1-3中任一项所述的卟啉基金属有机框架声敏剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得的卟啉基金属有机框架声敏剂,其特征在于,所述卟啉基金属有机框架声敏剂为片状结构,具有同时产生i型ros和ii型ros的性能。
6.一种i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述金源为氯金酸或其水合物;
8.根据权利要求6或7所述的制备方法,其特征在于,所述还原剂为硼氢化钠;
9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法制得的i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂,其特征在于,所述i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂具有类过氧化氢纳米酶活性和提高i/ii型活性氧产率的性能。
10.权利要求5所述的卟啉基金属有机框架声敏剂或权利要求9所述的i/ii型活性氧双重增效自产氧卟啉基金属有机框架声敏剂在制备抗肿瘤药物或抗肿瘤材料中的应用。