一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料及其制备方法和应用。所述配位聚合物纳米材料包括载体和酶，所述酶负载在载体的内部，所述酶为葡萄糖氧化酶或者具有类葡萄糖氧化酶活性的模拟酶；所述载体为1,2,4

【技术实现步骤摘要】
一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料
，尤其涉及一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]依靠消耗肿瘤内葡萄糖的饥饿治疗代表了一种重要的抗肿瘤治疗策略。其中作为一种生物催化剂，葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase；GOx)可以有效消耗肿瘤微环境中的葡萄糖和氧气，并提高酸性、低氧和过氧化氢的水平，从而阻断肿瘤细胞的能量供应，实现非侵袭的饥饿治疗。但由于其他类型细胞(如免疫细胞、干细胞)也进行有氧糖酵解，基于消耗葡萄糖的饥饿治疗策略经常对正常细胞产生严重的并发毒性。因此，在治疗模式中引入智能纳米材料的设计概念，在高特异性消耗肿瘤内葡萄糖的同时，降低系统毒性，对提高饥饿治疗的安全性和疗效十分重要。
[0003]配位聚合物是一类由金属离子与有机配体通过配位键连接而成的功能材料。由于配位聚合物的结构/功能可设计性、高负载率和高生物相容性，其作为纳米载体被广泛应用于生物成像、肿瘤治疗和基因转染等。但在饥饿治疗方面，可选择配位聚合物种类匮乏，并且多数不具有肿瘤微环境响应性以及治疗性，需要结合其他药物修饰才能达到联合治疗的目的，增大了药物剂量以及所带来的安全问题。
[0004]因此有必要开发一种新的具有低毒性、肿瘤微环境响应性以及治疗性的配位聚合物纳米材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料。
[0006]本专利技术还提供了一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料的制备方法。
[0007]本专利技术还提供了一种抗肿瘤药物。
[0008]本专利技术还提供了一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料的应用。
[0009]本专利技术的第一方面提供了一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料，所述配位聚合物材料包括载体和酶，所述酶负载在所述载体的内部，所述酶为葡萄糖氧化酶或者具有类葡萄糖氧化酶活性的模拟酶；所述载体为1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物。
[0010]本专利技术提供的配位聚合物材料包括载体和酶，由于载体1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物将酶包裹，血液中的葡萄糖无法进入材料内部与负载的葡萄糖氧化酶(GOx)反应，抑制了GOx与血糖的反应从而降低了GOx的系统毒性。由于实体瘤的高通透性和滞留(EPR)效应，配位聚合物纳米材料会在肿瘤组织聚集，被癌细胞吞噬后，在癌细胞高表达的谷胱甘肽(GSH)
降解下，释放出负载的GOx。释放的GOx催化癌细胞内的葡萄糖发生氧化反应形成过氧化氢，同时配位聚合物在808nm激发下可催化过氧化氢分解产生
·
OH，最终实现肿瘤细胞特异性的光动力联合饥饿治疗效果。
[0011]本专利技术关于配位聚合物纳米材料的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0012]本专利技术的配位聚合物纳米材料中的GOx能够在肿瘤细胞中特异性释放出来，能催化肿瘤细胞中的葡萄糖氧化，消耗其中的葡萄糖及氧气，并提高酸性、低氧和过氧化氢的水平，从而阻断肿瘤细胞的能量供应，实现饥饿治疗。同时饥饿治疗产生的过氧化氢又可以成为1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物发生光动力反应的原料，增强了I型光动力治疗效果，最终实现高效的光动力联合饥饿治疗。该方法具有以下优点：
[0013](1)该纳米材料无孔的结构形成了饥饿治疗的保护屏障，无需额外的药物修饰就能降低GOx的系统毒性，使之在体循环过程中不会与血糖反应而产生有毒的过氧化氢，大大提高了饥饿治疗的安全性。
[0014](2)该纳米材料表现出卓越的癌细胞靶向性，能特异性地在肿瘤细胞中释放GOx，进行肿瘤细胞特异性的光动力联合饥饿治疗，而不会对正常细胞产生毒害，有望作为饥饿治疗的安全纳米载体。
[0015](3)1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物即作为酶的细胞递送载体用于饥饿治疗，本身又作为光敏剂用于缺氧耐受性I型光动力治疗，无需结合其他药物修饰便能达到联合治疗的目的，减少药物剂量的同时实现高效的联合治疗。
[0016](4)联合饥饿治疗及I型光动力治疗，在细胞水平及动物水平上均展现出了高的抗肿瘤功效，表明该多功能纳米药物有希望作为饥饿治疗和光动力协同的治疗平台而用于癌症治疗中，具有良好的应用前景。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述配位聚合物纳米材料中酶的负载量为10～30％。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述1,2,4
‑
三氮唑铜(I)属于单斜晶系、P
‑
1空间群，晶胞参数为：α＝79.648(4)
°
，β＝79.043(3)
°
，γ＝78.855(4)
°
。
[0019]本专利技术的第二方面提供所述配位聚合物纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
[0020]将酶、Cu2O与1,2,4
‑
三氮唑混合进行反应，经过固液分离得到配位聚合物纳米材料。
[0021]本专利技术的配位聚合物纳米材料能在温和的条件下快速生成，保证酶活性不会损失、制备简单、原料容易获得，易于实现大规模的工业化生产。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述酶、Cu2O与1,2,4
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三氮唑的质量比为1：(4～8)：(3～6)。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述反应的时间为30～60min。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述还原剂包括抗坏血酸或水合肼。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述保护气氛包括氮气或氩气。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述Cu2O通过如下方法制备：将铜盐在还原剂和无机碱的条件下反应生成Cu2O。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述无机碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。
[0028]本专利技术的第三方面提供一种抗肿瘤药物，所述抗肿瘤药物包括上述具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料。
[0029]本专利技术的第四方面提供一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的原理示意图；
[0031]图2是1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物XRD图；
[0032]图3是蛋白质电泳结果图；
[0033]图4是1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物、GOx和实施例1配位聚合物的红外光谱图；
[0034]图5是1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物和实施例1配位聚合物的SEM图；
[0035]图6是GOx、实施例1和对比例1配位聚合物的酶催化活性效果图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料，其特征在于，所述配位聚合物纳米材料包括载体和酶，所述酶负载在所述载体的内部，所述酶为葡萄糖氧化酶或者具有类葡萄糖氧化酶活性的模拟酶；所述载体为1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物。2.根据权利要求1所述具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料，其特征在于，所述配位聚合物纳米材料中酶的负载量为10～30％。3.根据权利要求1所述具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料，其特征在于，所述1,2,4
‑
三氮唑铜(I)配合物属于单斜晶系、P
‑
1空间群，晶胞参数为：1空间群，晶胞参数为：α＝79.648(4)
°
，β＝79.043(3)
°
，γ＝78.855(4)
°
。4.根据权利要求1～3任一项所述具有光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在保护气氛和还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘逸航，许宇智，曾乐立，
申请(专利权)人：中山大学附属第七医院深圳，
类型：发明
国别省市：