制备纯化的原子量子簇的方法技术

本发明专利技术涉及纯化原子量子簇，特别是由3个或更少个零价金属原子组成的原子量子簇的方法。本发明专利技术还涉及组合物和这样的组合物用于治疗细胞增殖性病症的用途。疗细胞增殖性病症的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备纯化的原子量子簇的方法


[0001]本专利技术涉及纯化原子量子簇的方法、纯化的组合物和所述组合物的用途。

技术介绍

[0002]对于各种生物、催化、电子和光学应用，用于合成和分离金属原子量子簇(AQC)的新方法的出现变得有前途。还可以发现这些纳米结构在小尺寸和相对低的毒性方面的另外的优点，这使得其在不同领域(例如生物标记和生物成像)中非常有吸引力。
[0003]直到最近，在不使用强结合配体的情况下化学合成小的裸金属簇(即具有低原子数且小于≈1nm的AQC)都被认为实际上是不可能的，因为这些非常小的物质被认为是高反应性的。然而，那些簇由于强的量子限制而显示出具有出乎意料的高稳定性，这在费米能级处引起HOMO-LUMO间隙。该间隙随着簇尺寸减小增大，同时反应性减小，使得仅具有2个原子的簇几乎没有反应性。出现这样的间隙产生与块状(或纳米)材料显著不同的几何/电子结构，这进而为簇提供了新特性，包括发光、催化等等。此外，对于小簇(原子数小于约15至20)，大的带隙赋予高的抗氧化性。因此，小簇的自然状态是不带电的。
[0004]EP1914196描述了获得称为AQC的零价金属簇族的方法。发现AQC不再以“金属”方式表现，并且其行为在本质上变成分子。因此，在这些簇中出现了在纳米颗粒、微米颗粒或块状金属材料中未观察到的新特性。该申请描述了一种用于生产例如2至27个原子的尺寸范围内的稳定AQC的动力学控制的方法。
[0005]WO2012/059572和EP2457572描述了用于预防和/或治疗细胞增殖性病症的至少一种AQC与至少一种抗肿瘤药物的组合。该申请描述了由2至25个零价过渡金属原子组成的AQC，所述AQC对癌细胞系具有细胞毒性和抗增殖作用，并因此可以与抗肿瘤剂组合使用以治疗细胞增殖性病症。
[0006]Buceta等,Angew.Chemie Int.Ed.2015,54:7612报道了三个原子的银簇(Ag3-AQC)通过嵌入与双链DNA相互作用。这种嵌入严格取决于簇中的原子数，并且与双螺旋的碱基对类型(AT或GC)无关。然而，在Buceta等2015中测试的样品未进行纯化以确保仅存在少于3个原子的AQC。较大的银簇显示出对于硫醇氧化的巨大催化活性，从而导致细胞死亡。因此，期望在没有可能掩盖其生物活性的表面活性剂或其他强结合配体的情况下获得纯且高度浓缩的具有三个原子的AQC，这是一个艰巨的挑战。
[0007]本专利技术的目的是提供纯化的组合物和制备纯化的AQC的组合物的方法。

技术实现思路

[0008]在第一方面中，本专利技术提供了纯化由3个或更少个零价过渡金属原子组成的原子量子簇(AQC)的方法，所述方法包括：
[0009](i)将包含AQC的混合物的溶液施加至分离介质，其中所述分离介质结合由多于3个零价过渡金属原子组成的AQC，或者结合由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC；以及
[0010](ii)将由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC分离。
[0011]在另一个方面中，本专利技术提供了通过本文所述的方法纯化的组合物，所述组合物基本上不含由多于3个零价过渡金属原子组成的AQC。
[0012]在另一个方面中，本专利技术提供了包含由3个或更少个零价过渡金属原子组成的原子量子簇(AQC)的组合物，所述组合物基本上不含由多于3个零价过渡金属原子组成的AQC。
[0013]在另一个方面中，本专利技术提供了本文所述的组合物与抗增殖剂组合用于治疗细胞增殖性病症。
[0014]在另一个方面中，本专利技术提供了本文所述的组合物任选地与抗增殖剂组合用于预防癌症的淋巴结转移。
[0015]在另一个方面中，本专利技术提供了本文所述的组合物与抗增殖剂组合用于治疗癌症的淋巴结转移。
[0016]在另一个方面中，本专利技术提供了本文所述的组合物与放射治疗组合用于治疗细胞增殖性病症。
[0017]在以下描述中更详细地描述了这些方面和其他方面。
附图说明
[0018]图1：Ag3簇(Ag3-AQC)的合成和纯化。用于生产Ag3-AQC的电化学合成方案(左)和使用硫醇化树脂的纯化方法(右)。插图：DFT计算显示Ag3-AQC与硫醇的相互作用在能量方面不利。
[0019]图2：Ag3-AQC在水中的UV-Vis吸收光谱。
[0020]图3：Ag3-AQC在水中的荧光发射光谱(λexc＝230nm)。
[0021]图4：ESI质谱法。(a)在负模式下检测的Ag3-AQC的ESI质谱。(b至e)样品中存在的不同Ag-AQC的实验峰和理论峰。
[0022]图5：沉积在云母上的Ag3-AQC的AFM图片
[0023]图6：一些不同尺寸的银簇的根据Jellium方法的HOMO-LUMO间隙和HOMO/LUMO能级的位置。
[0024]图7：在三个O2分子(较小，双原子分子)的存在下Ag3-AQC(较大，三原子结构)的三种异构体结构的优化几何形状和相对能量。
[0025]图8：在五个、七个和九个O2分子(较小，双原子分子)存在下Ag3-AQC(较大，三原子结构)的优化几何形状。
[0026]图9：Ag3-AQC对人拓扑异构酶活性的影响。(a)人拓扑异构酶I活性。将超螺旋DNA pBR322分解(泳道1)，通过酶的作用产生的松弛DNA物质作为高斯分布的拓扑异构体存在(泳道2)，用Ag3-AQC对DNA的预处理以剂量依赖的方式抑制酶的作用(泳道3至9)。(b)人拓扑异构酶II的去连环(decatenation)活性。拓扑异构酶II产生带切口的(NOC)DNA和共价闭合环状(CCC)DNA(泳道1)。DNA与Ag3-AQC的预孵育以剂量依赖的方式抑制酶(泳道2至7)，使用多柔比星(DOXO)作为抑制剂阳性对照(泳道8)。kDNA网络太大而不能进入凝胶。图像代表三个独立的实验。
[0027]图10：Ag3-AQC诱导核小体不稳定。(a)在室温下用依托泊苷(60μM)、多柔比星(20μM)或DMSO(载体)对单核小体进行处理4小时，或者用Ag3-AQC(AQC，83ng/mL)处理30分钟。根
据每个反应，将一半样品在非变性条件下进行电泳，并用溴乙锭(左上图)和银(左下图)对凝胶进行染色。对样品的剩余部分进行分析，以检查在所有情况下均负载等量的组蛋白(右图)。指示了未结合的DNA、组装的核小体和组蛋白的位置。(b)将核小体与如(a)中的依托泊苷或多柔比星或所示的Ag3-AQC稀释物(初始浓度，AQC 1:10＝83ng/mL)一起孵育。通过天然聚丙烯酰胺电泳对样品进行分析，并且首先用溴乙锭(上部)随后用银(下部)对凝胶进行染色以使组蛋白可视。该图像代表两个独立的实验。
[0028]图11：记录的Ag3-AQC/H体系的荧光滴定光谱曲线。(a)光谱曲线，(b)结合等温线为根据数据对拟合成eqn.2的线。
[0029]图12：记录的Ag3-AQC/H体系的CD光谱曲线。(a)光谱曲线，(b)结合等温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纯化由3个或更少个零价过渡金属原子组成的原子量子簇(AQC)的方法，包括：(i)将包含AQC的混合物的溶液施加至分离介质，其中所述分离介质或者结合由多于3个零价过渡金属原子组成的AQC，或者结合由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC；以及(ii)将由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC分离。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法为色谱法，其中所述分离介质为固相，以及所述包含AQC的混合物的溶液为流动相。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述分离介质结合由多于3个零价过渡金属原子组成的AQC，以及所述方法包括将所述由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC相对未结合的溶液分离。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述分离介质包含与由多于3个零价过渡金属原子组成的AQC结合的官能团。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述官能团为硫醇基。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述分离介质包含硫醇化树脂，例如硫醇化二氧化硅。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，所述方法另外地包括将经分离的由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC施加至第二分离介质，并将由3个零价过渡金属原子组成的AQC分离。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二分离介质包含与由3个零价过渡金属原子组成的AQC结合的官能团。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述官能团为芳族基团，例如吡啶或苯。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二分离介质包含双链DNA。11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中由3个零价过渡金属原子组成的AQC通过以下过程来分离：对所述第二分离介质进行加热以释放由3个零价过渡金属原子组成的AQC并施加洗涤溶液以将释放的由3个零价过渡金属原子组成的AQC相对所述第二分离介质分离，例如通过色谱法或渗析。12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述分离介质结合由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC，以及所述方法包括弃去未结合的溶液中的所述由多于3个零价过渡金属原子组成的AQC，以及将所述由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC相对所述分离介质分离。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述分离介质包含与由3个或更少个零价过渡金属原子组成的AQC结合的官能团。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述分离介质包括双链DNA。15.根据权利要求14所述的方法，所述方法包括施加洗涤溶液以除去由少于3个零价过渡金属原子组成的AQC...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：纳米隙亚纳米粉末有限公司，
类型：发明
国别省市：