一种基于金属铈的有机框架辐射防护材料及辐射防护应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于金属铈的有机框架材料及其在辐射防护方面的应用，其原料组成包括：CeCl3.7H2O和有机配体；且摩尔比为1:1；其中，有机配体为2，5

【技术实现步骤摘要】
一种基于金属铈的有机框架辐射防护材料及辐射防护应用


[0001]本专利技术涉及电离辐射防护材料
，更具体地说是涉及一种基于金属铈的有机框架辐射防护材料及辐射防护的应用。

技术介绍

[0002]电离辐射由于具有能量高和穿透性强的特点，在医疗、工业、食品等领域有着广泛的应用。机体接受电离辐射会造成辐射损伤，一方面来自电离辐射中的高能粒子直接破坏生物分子键，对遗传物质产生损害；另一方面通过康普顿散射、俄歇效应和光电效应间接电离机体内的水产生活性自由基，在氧气的参与下，产生大量的外源性活性氧物种(ROS)，如超氧阴离子(O2·
‑
)和羟基自由基(
·
OH)，这些ROS造成机体氧化应激，进一步破坏生物大分子，导致机体损伤。因此，需要开发可清除ROS的辐射防护剂来保护电离辐射应用中的一些突发事故或者特定人群免受辐射损伤。
[0003]研究者对辐射防护剂已进行了长期大量的研究。许多小分子药物已被证明能够改善辐射引起的有机体损伤，如氨磷汀、白藜芦醇、褪黑素等。目前，氨磷汀已被临床批准并用于辅助放射治疗，但由于其体循环时间短(<10min)和一些副作用，如血压下降、头晕、恶心等，限制了其应用。纳米材料具有合适的流体力学尺寸和良好的生物相容性，满足体内循环时间的要求。很多纳米材料具有ROS调控能力，将其作为辐射防护材料有望克服上述难题。其中，金属有机框架(MOFs)材料由于具有类酶活性中心结构而具有较强的类酶催化活性，一些可以催化清除
·
OH、O2·/>‑
等ROS，发挥细胞辐射防护作用。而且MOFs组分和孔径可调，具有明确的晶体结构，比表面积大，相较于一般纳米材料表现出独特优势。
[0004]因此，如何提供一种可清除
·
OH和O2·
‑
等ROS的金属有机框架辐射防护材料是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种具有电离辐射防护效果的基于金属铈的金属有机框架材料CeD，通过金属铈的氧化还原特性和MOF独特的多孔框架结构，产生抗氧化活性和清除活性自由基
·
OH和O2·
‑
的能力，具有良好的细胞以及小鼠全身辐射防护效果。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种基于金属铈的有机框架辐射防护材料，所述辐射防护材料的原料组成包括：CeCl3.7H2O和有机配体；且摩尔比为1:1；其中，有机配体为2，5
‑
二羟基对苯二甲酸。
[0008]作为与上述技术方案相同的专利技术构思，本专利技术还请求保护所述的基于金属铈的金属有机框架材料的抗氧化活性以及清除活性自由基
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OH和O2·
‑
的能力。
[0009]作为与上述技术方案相同的专利技术构思，本专利技术还请求保护所述的基于金属铈的金属有机框架辐射防护材料在细胞以及小鼠全身电离辐射防护中的应用。
[0010]作为与上述技术方案相同的专利技术构思，本专利技术还请求保护一种电离辐射防护剂，包括所述的基于金属铈的金属有机框架辐射防护材料。
[0011]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于金属铈的金属有机框架辐射防护材料CeD，根据材料测试结果，CeD表现出强抗氧化能力，能够有效清除辐射产生的活性自由基
·
OH和O2·
‑
。生物学实验表明，对于辐射造成的细胞损伤，CeD能够增加CHO细胞的存活率和增殖能力；同时，动物实验表明，CeD使受照小鼠的存活率从40％提高到100％。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0013]图1附图为制备得到的CeD材料结构，显微镜和扫描电镜拍的结构图片，CeD为柱状结构；
[0014]图2附图为ABTS试剂检测CeD总抗氧化能力，具有浓度和时间依赖性；
[0015]图3附图为自由基清除能力测试图，a和b为ESR法测定CeD纳米酶对O2·
‑
和
·
OH的清除性能图；
[0016]图4附图为体外辐射防护考察图；a为4Gyγ射线照射细胞后CeD对细胞的辐射防护作用；b为给予CHO细胞2、4、6Gy射线照射，考察CeD(25μg/mL)对细胞增殖能力的作用；
[0017]图5附图为CeD体内辐射防护图；a为对照组、7.0Gy单纯照射组和CeD(0.2mL,5mg/mL)+7.0Gy照射组照射后小鼠在30天内的生存率曲线图；b为各组小鼠30天内体重变化图；
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例1CeD的制备
[0020]将0.36mmol CeCl3.7H2O和0.36mmol 2，5
‑
二羟基对苯二甲酸溶于6mL DMF中，加入5.16mL冰醋酸，3.32μmol PVP(分子量24000)，400μL去离子水，超声充分溶解，120℃下搅拌2h，待温度降至室温后，将所得产品用DMF和乙醇分别清洗三次，得到基于金属铈的金属有机框架材料CeD，储存于DMF中备用。通过显微镜和SEM观察到其形态，呈短棒状结构(图1)。
[0021]实施例2CeD的活性测试
[0022]实验采用ABTS试剂(天津希恩斯)对CeD的总抗氧化能力进行快速检测。总抗氧化能力检测采用ABTS试剂，抗氧化剂可以抑制ABTS
+
的生成，当ABTS
˙
+
的产生被抑制后，其在405nm处吸收峰会下降。酶标仪检测405nm处的吸光度变化以表征CeD的总抗氧化能力。如图2所示，CeD的总抗氧化能力呈现浓度依赖，当CeD浓度从0.5μg/mL增加到40μg/mL时，相同时间内在405nm处的吸光度随浓度的增加逐渐降低。在20μg/mL浓度下反应时间20min时，405nm处的吸光度从0.83下降到0.09，即实现89％的ROS清除率(图2)。
[0023]实验采用电子自旋共振(ESR)直接测定CeD清除活性自由基O2·
‑
和
·
OH的能力，以
5
‑
叔丁基
‑5‑
甲基
‑1‑
吡咯啉n
‑
氧化物(BMPO)作为O2·
‑
和...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金属铈的有机框架辐射防护材料，其特征在于，所述辐射防护材料的原料组成包括：CeCl3.7H2O和有机配体；且摩尔比为1:1；其中，有机配体为2，5
‑
二羟基对苯二甲酸。2.权利要求1所述的基于金属铈的有机框架辐射防护材料具有抗氧化活性以及清除活性自由基
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟，刘亚，杨海玉，郭娇，刘伟，栗贺，
申请(专利权)人：中国医学科学院放射医学研究所，
类型：发明
国别省市：