芬顿金属离子掺杂的金属-有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开芬顿金属离子掺杂的金属

【技术实现步骤摘要】
芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂及制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及生物医学材料
，尤其涉及芬顿金属离子掺杂的金属
ꢀ‑
有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]生物体内参与氧化代谢的酶包括葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、凝血酶、 过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等，具有高的催化活性和良好的生物相容性， 已被开发用于多种疾病的治疗，尤其是通过干扰肿瘤代谢实现肿瘤治疗方 面。然而游离的酶类治疗剂在体内应用存在诸多问题，其血液循环半衰期 短、容易失活。部分酶类治疗剂还会造成全身毒性，例如葡萄糖氧化酶可 以催化血液中的葡萄糖降解产生H2O2，并降低血糖浓度；凝血酶会引发血管 内血栓形成并堵塞血管。因此不能直接将氧化代谢酶注入体内。
[0003]金属
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有机框架(MOF)材料是以金属离子为连接点、有机配体支撑构 成空间三维延伸的配位聚合物。MOF材料具有独特的三维孔结构，是系沸石 和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料。近年来，生物相容且可降 解的MOF材料在生物医学领域受到了广泛的关注，多种生物医用MOF材料 被开发应用于药物输运、蛋白/酶的固定。通过MOF材料固定和输运酶类治 疗剂，可以有效避免其血液循环半衰期短、容易失活和体内毒性的缺陷。 目前，常用的生物医用MOF材料主要是锌基MOF材料如ZIF
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8、ZIF
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90等， 然而锌基MOF材料的功能较少，一般仅作为载体材料用于药物、蛋白/酶和 基因的输运。
[0004]因此，现有技术仍有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]专利技术人发现，与锌元素类似，锰、铜、铁、钴、铬、钨、铝、锶等元 素也是人体的微量元素，具有重要的生理作用并能参与人体的正常代谢； 同时锰离子、铜离子、铁离子、钴离子、铬离子、钨离子、铝离子和锶离 子还可以作为芬顿试剂，可以与肿瘤或炎症部位高浓度的H2O2反应生成活性 氧物质，从而提高治疗效果。因此，在肿瘤及相关疾病治疗方面，通过掺 杂上述金属离子(芬顿试剂)制备的MOF材料相比于常用的锌基MOF材料 具有更大的优势。并且，目前文献中未见有关尺寸均匀的芬顿试剂掺杂MOF 材料用于递送酶类治疗剂在生物医用领域应用的报道。
[0006]基于此，本专利技术的目的在于提供芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材 料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂及制备方法与应用，旨在解决现有装载酶 类纳米诊疗剂存在血液毒性大、合成工艺复杂的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米 诊疗剂，其中，所述纳米诊疗剂包括：芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架、 固化在所述芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架上的氧化代谢酶。
[0009]可选地，所述芬顿金属离子选自锰离子、铜离子、铁离子、钴离子、 铬离子、钨离子、铝离子和锶离子中的一种或多种。
[0010]可选地，所述氧化代谢酶包括葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、凝血酶、 过氧化氢酶、超氧化物歧化酶中的一种或多种。
[0011]可选地，所述纳米诊疗剂具有六边形结构，所述纳米诊疗剂的尺寸均 匀，所述纳米诊疗剂的尺寸为10～500nm。
[0012]可选地，所述金属
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有机框架为锌基MOF材料。
[0013]一种本专利技术所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化 代谢酶的纳米诊疗剂的制备方法，其中，包括步骤：
[0014]将氧化代谢酶与2
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甲基咪唑溶于水中配成溶液A；
[0015]将锌盐和芬顿金属盐溶于水中配成溶液B；
[0016]在搅拌下将溶液B加入溶液A中，进行反应，得到所述纳米诊疗剂。
[0017]可选地，所述芬顿金属盐的摩尔浓度与锌盐的摩尔浓度比例为0.01～1： 1。
[0018]可选地，所述溶液A中，所述氧化代谢酶的浓度为0.01～5mg/mL。
[0019]可选地，所述在搅拌下将溶液B加入溶液A中，进行反应，得到所述 纳米诊疗剂的步骤，具体包括：在搅拌下将溶液B加入溶液A中，在室温 搅拌1min～2h，进行离心分离，得到所述纳米诊疗剂。
[0020]一种本专利技术所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化 代谢酶的纳米诊疗剂在制备肿瘤制剂中的应用。
[0021]一种本专利技术所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化 代谢酶的纳米诊疗剂用作药物或基因的输运载体。
[0022]有益效果：本专利技术提供一种芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固 化氧化代谢酶的纳米诊疗剂用于肿瘤代谢治疗，其中所述纳米诊疗剂包括 芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料以及固化在多孔的芬顿金属离子 掺杂的金属
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有机框架上的氧化代谢酶。本专利技术提供的纳米诊疗剂易降解， 具有pH及谷胱甘肽响应的特点，能够在肿瘤部位释放氧化代谢酶，干扰肿 瘤能量代谢；而释放出的芬顿金属离子在肿瘤微环境下具有芬顿反应的特 点，能够分解肿瘤部位的H2O2产生强氧化性的羟基自由基，增强肿瘤代谢治 疗效果。本专利技术的纳米诊疗剂具有良好的分散性和均匀的尺寸，将氧化代 谢酶固化在芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架载体中，可以有效避免直接 暴露导致的体内不稳定及血液毒性等问题。本专利技术的纳米诊疗剂制备工艺 简单、操作方便，不需要复杂昂贵的设备，易于实现工业化生产。本专利技术 纳米诊疗剂可作为药物、基因的输运载体，同时也可直接用作肿瘤代谢治 疗药物，在药物递送、基因转染、组织修复、肿瘤诊疗等领域将具有良好 的应用前景。
附图说明
[0023]图1是实施例1的纳米诊疗剂的制备方法流程图；
[0024]图2为实施例1中样品的X射线(XRD)衍射图；
[0025]图3为实施例1中样品的透射电镜(TEM)照片(a)及扫描透射电子 显微镜(STEM)图片(b)；
[0026]图4为实施例1样品的pH及谷胱甘肽(GSH)响应Cu
2+
释放曲线；
[0027]图5为实施例1中样品的催化活性检测结果：采用(a)GOx@CuMOF+葡 萄糖(Glu)+谷胱甘肽(GSH)或(b)GOx
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MnCaP+Glu与MB溶液反应不同 时间，MB溶液的紫外/可见吸收变化情况；(c)将0.5毫摩尔每升的TPA溶 液分别采用不同处理8小时之后溶液的荧光光谱图；(d)不同溶液中O2浓 度变化情况。[GOx@CuMOF]＝200μg/mL，[MB]＝5μg/mL，[GSH]＝10mM， [Glu]＝10mM；(e)采用JPBJ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂，其特征在于，所述纳米诊疗剂包括：芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架、固化在所述芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架上的氧化代谢酶。2.根据权利要求1所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂，其特征在于，所述芬顿金属离子选自锰离子、铜离子、铁离子、钴离子、铬离子、钨离子、铝离子和锶离子中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂，其特征在于，所述氧化代谢酶包括葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、凝血酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂，其特征在于，所述纳米诊疗剂具有六边形结构，所述纳米诊疗剂的尺寸均匀，所述纳米诊疗剂的尺寸为10～500nm。5.根据权利要求1所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂，其特征在于，所述金属
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有机框架为锌基MOF材料。6.一种权利要求1～5任一项所述的芬顿金属离子掺杂的金属
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有机框架材料固化氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，付连花，漆超，何津，林静，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：