一种葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法及应用技术方案

本发明专利技术涉及葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法及应用，可有效解决制备结合化学动力学疗法

【技术实现步骤摘要】
一种葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及医药，特别是一种葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]乳腺癌是影响人体健康的常见恶性肿瘤，乳腺癌的增殖和转移需要供应营养物质，因此，通过切断肿瘤营养物质的饥饿疗法是一个治疗乳腺癌的有效方法。尽管肿瘤饥饿疗法已被证明是一种成熟的肿瘤治疗方法，但其单一治疗效果较差，与其它抗肿瘤疗法协同可以增强抗肿瘤效果。近年来，金属有机框架由于具有高比表面积、尺寸可调和孔径大等特点常被用作药物载体，且表面具有的功能化官能团可用于进一步修饰，其中铁基金属有机框架可响应肿瘤微环境，与肿瘤细胞内的H2O2发生芬顿反应生成活性氧，然而肿瘤细胞中有限的H2O2限制了芬顿反应，因此，提高肿瘤微环境的H2O2是增强肿瘤治疗的关键因素。
[0003]肿瘤细胞为维持自身生长与转移，需要比正常组织细胞更多的营养物质，从肿瘤代谢的角度看，在所有营养物质中，β
‑
D
‑
葡萄糖是肿瘤部位最主要的营养物质。这些肿瘤细胞由于缺氧不能进一步氧化磷酸化，需通过无氧糖酵解来生产肿瘤细胞所需要的能量(1摩尔葡萄糖产生2摩尔ATP)，而在正常增殖细胞中1摩尔葡萄糖产生32摩尔三磷酸腺苷酶(ATP)，因此需要更多的β
‑
D
‑
葡萄糖来提供能量。葡萄糖氧化酶(GOx)是最常用的肿瘤葡萄糖代谢调节生物催化剂，可将葡萄糖转化为葡萄糖酸和H2O2。一旦切断葡萄糖的供应，肿瘤的生长将被优先抑制，癌细胞将被“饿死”。此外，产物H2O2能够增加内源性H2O2的量，提高Fe
‑
MOF芬顿反应的效率。因此，将GOx固定在Fe
‑
MOF表面，并在MOF介孔内负载姜黄素，有望通过多机制联合提高肿瘤治疗效果，但至今未见有公开报道。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法及应用，可有效解决制备结合化学动力学疗法
‑
化学疗法
‑
饥饿疗法三重打击协同治疗肿瘤，提高肿瘤治疗效果的用药问题。
[0005]本专利技术解决的技术方案是，一种葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法，采用能够发生芬顿反应的Fe
‑
MOF(铁基金属有机框架)作为骨架，通过酰胺键将葡萄糖氧化酶修饰在Fe
‑
MOF表面，然后在Fe
‑
MOF内部负载抗肿瘤药物，再在最外层包裹具有肿瘤靶向的透明质酸(HA)，得到粒径为200
‑
300nm的具有肿瘤靶向、响应肿瘤微环境释药的纳米载药系统，具体包括以下步骤：
[0006](1)称取350
‑
360mg FeCl3·
H2O溶解到3
‑
4mL超纯水，称取315
‑
325mg普朗尼克F127(F127)超声溶于25
‑
30mL超纯水，将FeCl3·
H2O溶液和普朗尼克F127溶液混合，搅拌1
‑
2h，然后加入300
‑
600μL冰醋酸，继续搅拌1
‑
2h，再加入100
‑
120mg 2
‑
氨基对苯二甲酸，继续搅拌2
‑
4h，搅拌结束后，将搅拌的溶液转入聚四氟乙烯反应釜中，90
‑
110℃反应16
‑
24h，8000
‑
12000rpm离心5min，得沉淀物，沉淀物用3
‑
5mL无水乙醇和水交替洗涤5
‑
7次，每次5min，除去多余的反应物和表面活性剂，50℃真空干燥24h，得铁基金属有机框架(Fe
‑
MOF)；
[0007](2)将10
‑
20mgFe
‑
MOF溶于10
‑
20mL pH7.4的PBS溶液中，超声溶解，分散均匀，得到褐色的Fe
‑
MOF混悬液；称取20
‑
30mg1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和10
‑
15mg N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶于5mL pH5.5
‑
6.7的MES溶液中，称取3
‑
7mg葡萄糖氧化酶(GOx)溶于3
‑
7mL pH5.5
‑
6.7的MES溶液中；先将GOx溶液与(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶液混匀，搅拌15
‑
30min，再加入Fe
‑
MOF混悬液，继续搅拌8
‑
12h，8000
‑
12000rpm离心5min，得沉淀，沉淀用pH7.4的PBS溶液重复离心3
‑
6次，20
‑
30℃真空干燥，得葡萄糖氧化酶修饰的金属有机框架(Fe
‑
MOF
‑
GOx)；
[0008](3)取2
‑
4mg Fe
‑
MOF
‑
GOx溶解于1
‑
2mL pH7.4的PBS溶液中，取1mg姜黄素溶于1mL无水乙醇中，将Fe
‑
MOF
‑
GOx溶液与姜黄素溶液混合，室温避光搅拌24h，9000
‑
12000rpm离心5min，弃去上清液，得沉淀，沉淀用3
‑
5mL无水乙醇溶液洗涤3
‑
5min，真空干燥，得载药的葡萄糖氧化酶修饰的金属有机框架(载药Fe
‑
MOF
‑
GOx)；
[0009](4)称取3
‑
6mg透明质酸(HA)溶于1mL超纯水，取10
‑
15mg 1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和5
‑
7mg N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶于1mL超纯水，将上述溶液混匀，在室温搅拌条件下避光反应1h，得到活化的HA溶液；称取1
‑
2mg载药Fe
‑
MOF
‑
GOx溶于1mL水中，与活化的HA溶液混匀，继续室温搅拌反应12
‑
24h，然后置于截流分子量8000
‑
12000透析袋中避光透析24h，以除去未反应的1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法，其特征在于，采用能够发生芬顿反应的Fe
‑
MOF作为骨架，通过酰胺键将葡萄糖氧化酶修饰在Fe
‑
MOF表面，然后在Fe
‑
MOF内部负载抗肿瘤药物，再在最外层包裹具有肿瘤靶向的HA，得到粒径为200
‑
300nm的具有肿瘤靶向、响应肿瘤微环境释药的纳米载药系统，具体包括以下步骤：（1）称取350
‑
360mg FeCl3·
H2O溶解到3
‑
4mL超纯水，称取315
‑
325mg普朗尼克F127超声溶于25
‑
30mL超纯水，将FeCl3·
H2O溶液和普朗尼克F127溶液混合，搅拌1
‑
2h，然后加入300
‑
600μL冰醋酸，继续搅拌1
‑
2h，再加入100
‑
120mg 2
‑
氨基对苯二甲酸，继续搅拌2
‑
4h，搅拌结束后，将搅拌的溶液转入聚四氟乙烯反应釜中，90
‑
110℃反应16
‑
24h，8000
‑
12000rpm离心5min，得沉淀物，沉淀物用3
‑
5mL无水乙醇和水交替洗涤5
‑
7次，每次5min，除去多余的反应物和表面活性剂，50℃真空干燥24h，得铁基金属有机框架；（2）将10
‑
20mg Fe
‑
MOF溶于10
‑
20mL pH7.4的PBS溶液中，超声溶解，分散均匀，得到褐色的Fe
‑
MOF混悬液；称取20
‑
30mg 1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和10
‑
15mg N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶于5mL pH5.5
‑
6.7的MES溶液中，称取3
‑
7mg GOx溶于3
‑
7mL pH5.5
‑
6.7的MES溶液中；先将GOx溶液与(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶液混匀，搅拌15
‑
30min，再加入Fe
‑
MOF混悬液，继续搅拌8
‑
12h，8000
‑
12000rpm离心5min，得沉淀，沉淀用pH7.4的PBS溶液重复离心3
‑
6次，20
‑
30℃真空干燥，得葡萄糖氧化酶修饰的金属有机框架；（3）取2
‑
4mg Fe
‑
MOF
‑
GOx溶解于1
‑
2mL pH7.4的PBS溶液中，取1mg姜黄素溶于1mL无水乙醇中，将Fe
‑
MOF
‑
GOx溶液与姜黄素溶液混合，室温避光搅拌24h，9000
‑
12000rpm离心5min，弃去上清液，得沉淀，沉淀用3
‑
5mL无水乙醇溶液洗涤3
‑
5min，真空干燥，得载药的葡萄糖氧化酶修饰的金属有机框架；（4）称取3
‑
6mg HA溶于1mL超纯水，取10
‑
15mg 1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和5
‑
7mg N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶于1mL超纯水，将上述溶液混匀，在室温搅拌条件下避光反应1h，得活化的HA溶液；称取1
‑
2mg载药Fe
‑
MOF
‑
GOx溶于1mL水中，与活化的HA溶液混匀，继续室温搅拌反应12
‑
24h，然后置于截流分子量8000
‑
12000透析袋中避光透析24h，以除去未反应的1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，冻干，即得葡萄糖氧化酶修饰的金属有机框架纳米载药系统，避光保存。2.根据权利要求1所述的葡萄糖氧化酶修饰的铁基金属有机框架纳米载药系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取355mg FeCl3·
H2O溶解到3.5mL超纯水，称取320mg普朗尼克F127超声溶于28mL超纯水，将FeCl3·
H2O溶液和普朗尼克F127溶液混合，搅拌1.5h，然后加入450μL冰醋酸，置于100mL圆底烧瓶中继续搅拌1.5h，再加入110mg 2
‑
氨基对苯二甲酸，继续搅拌3h，搅拌结束后，将搅拌的溶液转入聚四氟乙烯反应釜中，100℃反应20h，10000rpm离心5min，得沉淀物，沉淀物用5mL无水乙醇和水交替洗涤5次，每次5min，除去多余的反应物和表面活性剂，50℃真空干燥24h，得铁基金属有机框架；（2）将15mg Fe
‑
MOF溶于15mL pH7.4的PBS溶液中，超声溶解，分散均匀，得到褐色的Fe
‑
MOF混悬液；称取25mg 1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和12mg N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶于5mL pH6.0的MES溶液中，称取5mg GOx溶于5mL pH6.0的MES溶液中；先将GOx溶液与(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶液混匀，置于50mL圆底烧瓶中搅拌
23min，再加入Fe
‑
MOF混悬液，继续搅拌10h，10000rpm离心5min，得沉淀，沉淀用pH7.4的PBS溶液重复离心5次，真空干燥箱中25℃真空干燥，得葡萄糖氧化酶修饰的金属有机框架；（3）取3mg Fe
‑
MOF
‑
GOx溶解于1.5mL pH7.4的PBS溶液中，取1mg姜黄素溶于1mL无水乙醇中，将Fe
‑
MOF
‑
GOx溶液与姜黄素溶液混合，室温避光搅拌24h，10000rpm离心5min，弃去上清液，得沉淀，沉淀用5mL无水乙醇溶液洗涤5min，真空干燥，得载药的葡萄糖氧化酶修饰的金属有机框架；（4）称取4.5mg HA溶于1mL超纯水，取12.5mg 1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和6mg N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶于1mL超纯水，将上述溶液混匀，置于西林瓶中在室温搅拌条件下避光反应1h，得活化的HA溶液；称取1.5mg载药Fe
‑
MOF

【专利技术属性】
技术研发人员：姚寒春，龚小宝，段松超，耿美琳，乔攀，孙芳芳，朱智慧，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：