一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料及其制备和应用，该复合材料制备过程如下：(1)通过Zn离子为节点与咪唑

【技术实现步骤摘要】
一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于纳米复合粒子
，涉及一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]随着全球癌症发病率的增加，传统的治疗方法已经不能满足患者的临床需求。例如，癌细胞的多药耐药是化疗失败的主要原因(H Wang,Z Gao,X Liu,P Agarwal,S Zhao,D W Conroy,G Ji,J Yu,C P Jaroniec,Z Liu,et al.Targeted production of reactive oxygen species in mitochondria to overcome cancer drug resistance.Nature Communications 2018,9,562)，一些癌细胞的质膜上有识别p
‑
糖蛋白和其他相关的转运体。这些转运体可以识别和催化各种抗癌药物并使其排出癌细胞外。而ATP对于转运体的作用是不可或缺的。ATP是由线粒体内质子浓度梯度驱动的ATP合酶合成的，质子梯度是由一个电子传递链(ETC)产生的，Zn
2+
可以通过抑制ETC导致转运体因ATP供应的缺乏而功能失常，进而克服肿瘤耐药(Y Liu,Y Wang,W Zhen,Y Wang,S Zhang,Y Zhao,S Song,Z Wu,H Zhang.Defect modified zinc oxide with augmenting sonodynamic reactive oxygen species generation.Biomaterials 2020,251,120075.)。此外，由于肿瘤特异性高，治疗深度限制少，声动力疗法(SDT)作为一种新兴的非侵袭性肿瘤治疗策略得到了越来越多的研究，然而，常见的有机声敏剂(如卟啉及其衍生物)具有严重的皮肤光敏性、较低的化学/生物稳定性和较差的肿瘤聚集(D Wang,D
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B Cheng,L Ji,L
‑
J Niu,X
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H Zhang,Y Cong,R
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H Cao,L Zhou,F Bai,Z
‑
Y Qiao,et al.Precise magnetic resonance imaging
‑
guided sonodynamic therapy for drug
‑
resistant bacterial deep infection.Biomaterials 2021,264,120386.)。无机声敏剂如常用的半导体二氧化钛(TiO2)也存在生物降解性差、相对较低的ROS量子产率、生物相容性差等问题(X Wang,X Wang,X Zhong,G Li,Z Yang,Y Gong,Z Liu,L Cheng.V
‑
TiO2 nanospindles with regulating tumor microenvironment performance for enhanced sonodynamic cancer therapy.Applied Physics Reviews 2020,7,041411.)。
[0003]而将Zn
2+
和MnO2整合用于放大氧化应激下增强SDT和抑制多药耐药的联合治疗尚未见报道。本专利技术也正是基于此而提出的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了提供一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料及其制备和应用，以解决现有技术中在乏氧肿瘤微环境下SDT效率低、癌细胞对化疗药物阿霉素(DOX)的耐药性和/或难以实现成像引导的协同治疗等缺陷。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术的技术方案之一提供了一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合
材料，具有由ZIF
‑
90和沉积在ZIF
‑
90上的MnO2组成的介孔十二面体结构。
[0007]进一步地，该复合材料的平均粒径为160
‑
200nm。
[0008]进一步地，所述ZIF
‑
90纳米颗粒的制备过程具体为：
[0009](A)取Zn(NO3)
2 4H2O溶于叔丁醇和去离子水中，得到溶液A；
[0010](B)取PVP和咪唑
‑2‑
甲醛溶于甘油和去离子水中，升温保持，得到溶液B。
[0011](C)将溶液A快速加到溶液B中，剧烈搅拌，常温保持，离心、洗涤、干燥，制得ZIF
‑
90纳米颗粒；
[0012]更进一步地，步骤(A)中Zn(NO3)
2 4H2O，叔丁醇和去离子水之和(两者体积比为1:0.8～1.2，优选为1:1)的添加量之比为(350
‑
400)mg：(15
‑
25)mL。.
[0013]步骤(B)中，PVP、咪唑
‑2‑
甲醛，以及甘油和去离子水之和(两者体积比为1:0.8～1.2，优选为1:1)的添加量之比为(20
‑
70)mg：(450
‑
550)mg：(15
‑
25)mL。
[0014]步骤(B)中，各原料分散于甘油和去离子水后，升温至50～70℃保持30～60min，分散均匀后冷却至常温即得到溶液B。
[0015]步骤(C)中，常温保持的工艺条件为：温度为25℃，剧烈搅拌转速为900rpm/min，搅拌时间为1～30min。同时，溶液A与溶液B的添加量满足：Zn(NO3)2.4H2O与PVP的质量比为(350～400)：(20
‑
70)。
[0016]本专利技术的技术方案之二提供了一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，先取ZIF
‑
90纳米颗粒溶于去离子水中，滴加KMnO4水溶液，搅拌，即得到目的产物。本专利技术中，ZIF
‑
90纳米颗粒上的醛基与KMnO4发生氧化还原反应获得含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料。该材料具有多孔十二面体结构，可负载化疗药物阿霉素。另外，ZIF
‑
90纳米颗粒、KMnO4和去离子水的添加量、温度和搅拌时间是限定的，才可以得到负载均匀的MnO2十二面体结构，温度过高、维持时间大于2h则反应过度，造成十二面体结构坍塌，维持时间小于0.5h则MnO2形包覆不成功。
[0017]进一步地，ZIF
‑
90、KMnO4和去离子水的添加量之比为(5
‑
10)mg：(1
‑
5)mg：(5
‑
10)mL。
[0018]进一步地，ZIF
‑
90与KMnO4的搅拌反应过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料，其特征在于，具有由ZIF
‑
90和沉积在ZIF
‑
90上的MnO2组成的介孔十二面体结构。2.根据权利要求1所述的一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料，其特征在于，该复合材料的平均粒径为160
‑
200nm。3.如权利要求1或2所述的一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，先取ZIF
‑
90纳米颗粒溶于去离子水中，滴加KMnO4水溶液，搅拌，即得到目的产物。4.根据权利要求3所述的一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，ZIF
‑
90、KMnO4和去离子水的添加量之比为(5
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10)mg：(1
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5)mg：(5
‑
10)mL。5.根据权利要求3所述的一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，搅拌在常温下进行，搅拌时间为0.5～2h。6.根据权利要求3所述的一种含锌的金属有机框架包覆二氧化锰纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述ZIF
‑
90纳米颗粒的制备过程具体为：(1)取Zn(NO3)
2 4H2O溶于叔丁醇和去离子水组成的混合溶剂中，得到溶液A；(2)取PVP和咪唑
‑2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锡建，管少琪，王星妍，王金霞，张子文，曹东苗，王香，陆杰，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：