CaO2/Cu-ferrocene多功能纳米颗粒及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种CaO2/Cu

【技术实现步骤摘要】
CaO2/Cu
‑
ferrocene多功能纳米颗粒及制备方法


[0001]本专利技术属于生物纳米材料领域，尤其涉及一种CaO2/Cu
‑
ferrocene多功能纳米颗粒及制备方法。

技术介绍

[0002]癌症是目前严重威胁人类健康的疾病之一。由于缺乏有效的早期诊断和选择性治疗手段，导致其成为人类死亡的主要因素。传统的肿瘤治疗手段有外科手术、放疗和化疗。这三种方法都有各自的弊端，无法有效的治愈肿瘤以及抑制癌症的复发；另外，由于无法特异性识别肿瘤组织和正常组织，导致潜在的副作用。因此，单一的传统治疗方式所产生的问题迫使人们研制更有细胞选择性、更安全的癌症治疗手段。为此，科学界提出了靶向治疗的概念，就是将药物更多的集中到肿瘤部位，而减少它在正常组织的富集。纳米颗粒因其小尺寸效应还具有较高的表面能，通过对其进行表面修饰，可以作为肿瘤靶向治疗的新途径。
[0003]基于肿瘤酸性和过氧化氢的高表达的微环境，将Fe
2+
/Fe
3+
引入肿瘤组织有望引发芬顿反应。芬顿反应是在酸性条件下通过催化过氧化氢生成有毒羟基自由基(
·
OH)的反应，可以氧化大部分的有机物，其反应化学方程式如公式(1)(2)。在酸性条件下，铁离子/亚铁离子通常作为过氧化氢的催化剂来完成该反应。有研究人员就此提出了一种新兴的治疗策略——化学动力学治疗(CDT)，并将其定义为利用芬顿反应或类芬顿反应在肿瘤部位生成
·
OH的原位治疗。简单地说，铁基纳米材料在肿瘤微环境的弱酸性条件下溶解亚铁离子，引发芬顿反应催化过氧化氢，生成
·
OH，
·
OH通过损伤DNA、蛋白质等生物大分子而触发细胞凋亡，抑制肿瘤。最重要的是，这种方法在一定程度上保证了正常组织的安全性，因为在正常组织环境中(弱碱性条件，过氧化氢不足)，芬顿反应被大大抑制。与化疗、放疗、光热疗法和光动力疗法相比，CDT具有以下优点:1)选择性强；2)由内源性刺激激活。另外，除Fe
2+
的催化作用外，Mn
2+
、Ti
3+
、Cu
2+
、Co
2+
等过渡金属离子也可以作为催化剂。
[0004]Fe
2+
+H2O2＝Fe
3+
+
·
OH+HO
‑
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0005]Fe
3+
+H2O2＝Fe
2+
+
·
OOH+H
+
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0006]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0007]单一的CDT由于肿瘤复杂的生理环境而受到限制，如有限的过氧化氢含量和高表达的谷胱甘肽水平。
技术实现思路

[0008]本申请实施例的目的是提供一种CaO2/Cu
‑
ferrocene多功能纳米颗粒及制备方法、应用，以解决相关技术中存在的CDT效率较低且功能单一的问题。该方法拟针对现有CDT，实现自供应过氧化氢增强CDT与钙离子干扰法协同，提高肿瘤治疗的效果。该复合纳米颗粒的应用效果不管在体外还是老鼠体内都得到了很好的证明。
[0009]根据本申请实施例的第一方面，提供一种CaO2/Cu
‑
ferrocene多功能纳米颗粒的制备方法，包括：
[0010]将CaO2纳米颗粒分散到含聚乙烯吡咯烷酮的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液中，然后依次加入铜源和二甲酸二茂铁，反应后离心洗涤即可制得CaO2/Cu
‑
ferrocene多功能纳米颗粒。
[0011]优选地，所述CaO2纳米颗粒是通过湿化学法制备而成。
[0012]优选地，所述CaO2纳米颗粒与N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液的配比为(5
‑
5.3)：16(mg/mL)。
[0013]优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮PVP与N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液的配比为(10
‑
12)：1(mg/mL)。
[0014]优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮PVP
‑
K30的平均分子量为45,000
‑
58,000。
[0015]优选地，所述离心速度是10000
‑
12000rpm。
[0016]优选地，所述铜源选自乙酸铜、硫酸铜、硝酸铜中的一种。
[0017]优选地，所述铜源与二甲酸二茂铁的摩尔比为1:1，所述铜源与N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液的配比均为：(0.01
‑
0.02)：16(mmol/mL)。
[0018]优选地，所述洗涤是用N,N
‑
二甲基甲酰胺和无水乙醇分别进行洗涤。
[0019]根据本申请实施例的第一方面，提供一种由第一方面所述的制备方法制备得到的CaO2/Cu
‑
ferrocene多功能纳米颗粒。
[0020]根据本申请实施例的第一方面，提供一种第一方面所述的CaO2/Cu
‑
ferrocene多功能纳米颗粒在制备肿瘤的化学动力和钙过载协同治疗制剂中的应用。
[0021]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0022]由上述实施例可知，本申请在CaO2纳米颗粒表面包覆铜基二茂铁分子，可以在肿瘤部位产生足量的过氧化氢而且可以消耗谷胱甘肽，所以该复合纳米颗粒克服了肿瘤部位过氧化氢有限，谷胱甘肽水平过高的不足，从而达到了增敏化学动力和钙过载协同治疗的效果。
[0023]本专利技术实施例制备的CaO2纳米颗粒在酸性条件下产生过氧化氢，增强二茂铁催化的芬顿反应的发生；更重要的是，除了CaO2诱导的外源性Ca
2+
外，增强的ROS生成通过调节肿瘤细胞的钙离子通道来促进细胞内钙积累。因此，该体系在肿瘤细胞中实现的促进
·
OH产生协同钙超载使体外和体内抗肿瘤现象显著。该复合纳米颗粒可同时实现利用自供过氧化氢诱导
·
OH的产生、消耗谷胱甘肽和钙超载，在肿瘤治疗中具有重要意义。此外，对于一些以芬顿反应为基础的应用也具有一定实用价值。
[0024]在本专利技术中，通过在尺寸均匀，分散性良好的CaO2纳米颗粒表面包覆铜基二茂铁分子实现增敏化学动力和钙过载协同治疗效果。迄今为止，本领域尚未开发一种基于化学动力和钙离子过载协同的应用。而本专利技术填补了这一空白。本专利技术的制备方法具有工艺简单，价格低廉，分散性稳定性良好等优点，适合大规模生产。
[0025]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0026]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CaO2/Cu
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ferrocene多功能纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括：将CaO2纳米颗粒分散到含聚乙烯吡咯烷酮的N,N
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二甲基甲酰胺溶液中，然后依次加入铜源和二甲酸二茂铁，反应后离心洗涤即可制得CaO2/Cu
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ferrocene多功能纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述CaO2纳米颗粒是通过湿化学法制备而成。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述CaO2纳米颗粒与N,N
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二甲基甲酰胺溶液的配比为(5
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5.3)：16(mg/mL)。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮PVP与N,N
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二甲基甲酰胺溶液的配比为(10
‑
12)：1(mg/mL)。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，孔涵靖，傅译可，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：