利用MOFs对药物分子进行指令化和程序化释放的方法技术

本发明专利技术利用官能团配体与特定药物分子之间的对应性，利用MOFs对药物分子进行指令化和程序化释放，包括制备含有功能基团的MOFs材料；将与功能基团具有对应性的药物分子负载到含有功能基团的MOFs材料上，得到负载有药物分子的MOFs材料；将负载有药物分子的MOFs材料置于释放环境中进行药物释放，通过调节MOFs材料中官能团的种类和比例，来调控药物的释放行为。

Method of directive and programmed release of drug molecules by MOFs

The invention uses the correspondence between the functional ligand and specific drug molecules, instructions and procedures on the release of drug molecules using MOFs, including the preparation of functional groups containing MOFs materials; with functional groups with corresponding drug molecules loaded with functional groups on the MOFs material, has been loaded with drug molecules MOFs materials; MOFs will load the material in the release of the drug in drug release, the type and proportion of functional regulation of MOFs materials, to control drug release behavior.

【技术实现步骤摘要】
利用MOFs对药物分子进行指令化和程序化释放的方法
本专利技术属于药物分子释放
，尤其涉及一种利用MOFs对药物分子进行指令化和程序化释放的方法。
技术介绍
金属-有机框架材料[Metal-organicFrameworks，MOFs，又称金属有机框架，金属有机骨架材料，金属有机配合物或配位聚合物(coordinationpolymer)]是由金属离子或离子簇与多齿有机配体自组装而成，兼具有机材料和无机材料共同的特性。自2010年Yaghi课题组合成了一系列同拓扑多官能团金属-有机框架材料(H.Deng,C.J.Doonan,H.Furukawa,R.B.Ferreira,J.Towne,C.B.Knobler,B.Wang,O.M.Yaghi,Science.2010,327,846)并证明其多组分官能团具有连续调控性，使得多组分金属-有机框架材料的发展和应用备受关注。多官能团金属-有机框架材料(MTV-MOFs,MultivariateMetal-organicFrameworks)由于在同一结构的框架中同时具有多种有机官能团，使得同一个MOFs材料的孔中可以具有不同的化学环境。同时MOFs骨架上的官能团提供了多种活性位点，能够选择性的结合特定的客体分子，因此在催化(Q.Liu,H.Cong,H.Deng,J.Am.Chem.Soc.2016,138,13822)，吸附(Y-B.Zhang,H.Furukawa,N.Ko,W.Nie,H.J.Park,S.Okajima,K.E.Cordova,H.Deng,J.Kim,O.M.Yaghi,J.Am.Chem.Soc.2015,137,2641)等领域受到广泛关注。MOF的巨大比表面积和丰富的结构多样性使其在客体分子负载，特别是药物分子的负载方面具有重要的应用价值。目前用于药物负载的材料大多只有单一的固定能级，与药物分子的相互作用强弱不能调节，使得释放曲线以及释放速率较为单一。而现在对疾病的治疗过程中，对于用药量以及药物在体内的释放量都有个体差异性，需要因人而异。所以这些具有单一结构，单一能级的材料不能满足这些要求。并且，这些材料大多是利用如光、pH等外界刺激或者利用材料本身降解实现对药物分子释放的控制研究，这种释放机理很难找出主客体相互作用对应性，不能够得到理想的释放效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可控的药物分子释放方法，利用MOFs材料的可修饰性，向MOFs的框架中引入不同的功能基团，这些功能基团的加入改变了MOFs材料孔道的微环境，药物分子在其中会受到强度不一的相互作用的协同作用，调节功能基团在框架中的比例，可以在微观上调节相互作用的强弱，从而宏观上使得药物分子可控性释放，实现药物分子的指令化和程序化释放。指令化是指在单一药物释放中，根据医疗实际需求，精确调控释放曲线、瞬时释放速率和释放峰值的时间。程序化是指在多药物释放体系中，通过对每一种药物组分释放曲线的精确调控，实现对组合药物释放顺序以及释放峰值间隔的调节。本专利技术的技术方案可以通过以下技术措施来实现：利用MOFs对药物分子进行指令化和程序化释放的方法，包括如下步骤：(1)制备含有两种或两种以上功能基团的MOFs材料；(2)将与步骤(1)中的功能基团具有对应性的一种或多种药物分子负载到含有功能基团的MOFs材料上，得到负载有药物分子的MOFs材料；(3)将负载有药物分子的MOFs材料置于释放环境中进行药物释放。优选地，通过调节MOFs材料中功能基团的种类和比例，来调控药物的释放行为。优选地，所述的弱相互作用的方式包括氢键、π键、静电作用、亲疏水、范德华力或氢和π形成的弱键。优选地，所述的功能基团为-H，-NH2，-Br，-Cl2，-NO2，-CH2，-F，-C2H2，-C4H4，-OH，-C2H2，-OR中的任意两种或多种组合。优选地，所述的药物分子包括含有大π体系类的药物分子，含有羧基，羟基类以及酰胺类的药物分子。优选地，所述功能基团为-H和-NH2时，选择Ibu或RhB药物分子中的任一种，所述功能基团为-H和-C4H4时，选择Ibu或RhB药物分子中的任一种，当所述功能基团为-NH2和-C4H4时，可选择Ibu、RhB、DOX中的任一种或者两种药物分子的混合物Ibu和RhB、Ibu和DOX。优选地，步骤(1)中制备含有功能基团的MOFs材料的方法包括，将对苯二甲酸与2-氨基对苯二甲酸或1,4-萘二苯甲酸按比例混合，再将混合物与六水合氯化铁一起加入到N,N-二甲基甲酰胺中，经溶解，加热，离心，回流，干燥，得到MIL-101(Fe)-(NH2)x或MIL-101(Fe)-(C4H4)y材料，其中，x为-NH2在MOFs材料配体中的比例，y为-C4H4在MOFs材料配体中的比例，0≤x，y≤1；或将2-氨基对苯二甲酸或1,4-萘二苯甲酸按比例混合，再将混合物与六水合氯化铁一起加入到N,N-二甲基甲酰胺中，经溶解，加热，离心，回流，干燥，得到MIL-101(Fe)-(NH2)x(C4H4)y材料，其中，x+y＝1。优选地，步骤(2)中负载药物分子的方法包括溶液浸泡法，具体为将含有功能基团的MOFs材料加入到含药物分子的溶剂中，经搅拌、离心、洗涤得到负载药物分子的MOFs材料。优选地，步骤(2)得到负载有药物分子的MOFs材料后，向负载有药物分子的MOFs材料中加入保护层材料的水溶液，再加入GDA，在紫外灯下辐射30min，洗涤，干燥，得到包裹由保护层的MOFs材料。，再进行步骤(3)的药物释放。优选地，所述保护层材料为透明质酸。本专利技术利用多组分金属-有机框架材料的多孔性以及可设计性，在同一框架中引入多种官能团调控MOFs框架孔的微环境。由于特定的官能团与特定的药物分子可以形成特定的弱相互作用(氢键，π-π键，亲疏水，静电作用，范德华力等)，可控的调节了一种或多种药物分子同时释放。与当前依赖于外界刺激或自身降解而实现的药物释放不同在于本专利技术的药物释放分子扩散出框架克服了弱相互作用且没有破坏材料结构。通过控制MOFs材料中官能团的比例，调节MOFs材料与药物分子相互作用的强弱，以此得到单一药物指令化的释放，实现了释放曲线、瞬时释放速率和释放峰值的时间的理想化调控。并且在多种药物同时释放的体系中，对多种药物释放实现程序化设计，使得每一组分释放曲线的分别精确调控，实现对多种药物释放顺序以及释放峰值间隔的调节。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术MIL-101(Fe)-(NH2)x样品对Ibu的释放曲线，其中自上至下分别是MIL-101(Fe)(圆圈)，MIL-101(Fe)-(NH2)0.3(正三角)，MIL-101(Fe)-(NH2)0.5(倒三角)，MIL-101(Fe)-(NH2)0.7(菱形)，MIL-101(Fe)-NH2(五角星)；图2是本专利技术MIL-101(Fe)-(NH2)x样品对RhB的释放曲线，其中自上至下分别是MIL-101(Fe)-NH2(五角星)，MIL-101(Fe)-(NH2)0.7(正三角)，MIL-101(Fe)-(NH2)0.5(倒三角)，MIL-101(Fe)-(NH2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用MOFs对药物分子进行指令化和程序化释放的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备含有两种或两种以上功能基团的MOFs材料；(2)将与步骤(1)中的功能基团具有弱相互作用的一种或多种药物分子负载到含有功能基团的MOFs材料孔道中，得到负载有药物分子的MOFs材料；(3)将负载有药物分子的MOFs材料置于释放环境中进行药物释放。

【技术特征摘要】
1.利用MOFs对药物分子进行指令化和程序化释放的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备含有两种或两种以上功能基团的MOFs材料；(2)将与步骤(1)中的功能基团具有弱相互作用的一种或多种药物分子负载到含有功能基团的MOFs材料孔道中，得到负载有药物分子的MOFs材料；(3)将负载有药物分子的MOFs材料置于释放环境中进行药物释放。2.根据权利要求1所述的利用MOFs对药物分子指令化和程序化释放的方法，其特征在于，所述的弱相互作用的方式包括氢键、π键、静电作用、亲疏水、范德华力或氢和π形成的弱键。3.根据权利要求1所述的利用MOFs对药物分子指令化和程序化释放的方法，其特征在于，所述的功能基团为-H，-NH2，-Br，-Cl2，-NO2，-CH2，-F，-C2H2，-C4H4，-OH，-C2H2，-OR中的任意两种或多种组合。4.根据权利要求1所述的利用MOFs对药物分子指令化和程序化释放的方法，其特征在于，所述的药物分子包括含有大π体系类的药物分子，含有羧基，羟基类以及酰胺类的药物分子。5.根据权利要求3所述的利用MOFs对药物分子指令化和程序化释放的方法，其特征在于，所述功能基团为-H和-NH2时，选择Ibu或RhB药物分子中的任一种，所述功能基团为-H和-C4H4时，选择Ibu或RhB药物分子中的任一种，当所述功能基团为-NH2和-C4H4时，可选择Ibu、RhB、DOX中的任一种或者两种药物分子的混合物Ibu和RhB、Ibu和DOX。6.根据权利要求1或3所述的利用MOFs对药物...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓鹤翔，董志月，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42