一种光热-类芬顿反应人工纳米酶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种光热

【技术实现步骤摘要】
一种光热
‑
类芬顿反应人工纳米酶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及一种光热
‑
类芬顿反应人工纳米酶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前癌症依然是世界上最致命的疾病之一。传统的癌症治疗方法包括化疗、手术、放疗等，副作用大，全身毒副作用严重，并可能导致永久性器官功能障碍和毁容。因此，开发一种对正常细胞/组织同时具有高癌症治疗疗效和低副作用的非侵入性抗癌治疗方法是非常迫切且具有挑战性的。经过几十年的发展，癌症的非侵入性治疗取得了显著的进展，如光触发光热疗法(PTT)和光动力疗法(PDT)，以及芬顿反应介导的化学动力疗法(CDT)。然而，由于肿瘤组织固有的复杂性和异质性，肿瘤细胞会自发突变以适应外界刺激，这大大降低了这些抗癌策略的治疗效果。
[0003]与正常组织不同，肿瘤具有异常的物理微环境，如低氧、弱酸性、异常的活性氧(ROS)浓度等。肿瘤细胞中最典型的ROS为过氧化氢(H2O2)，其产生于肿瘤细胞的异常代谢和增殖。此外，H2O2可作为化学动力学治疗(CDT)的燃料，可以在弱酸性肿瘤微环境(TME)中产生羟基自由基(
·
OH)。而
·
OH具有极强的细胞毒性，可对肿瘤细胞产生致命杀伤力。CDT作为一种肿瘤特异性和深度独立性的肿瘤治疗方法，其最关键之处在于催化类芬顿反应的试剂。这决定了CDT的治疗效率。为了促进表面/界面介导的化学反应过程，类芬顿催化剂应具有较高的比表面积，适中的形貌和尺寸，以及稳定的物理化学性质，这是小分子类芬顿催化剂难以实现的。治疗剂进入细胞主要通过被动靶向的方式，但是，当粒子尺寸较大时，其被肿瘤细胞摄取的能力也会降低，粒子进入肿瘤的能力大大减弱，相应的使治疗效果大打折扣。肿瘤细菌疗法，利用具有鞭毛的较大尺寸的细菌来治疗癌症，在肿瘤治疗中表现出巨大的潜力。
[0004]纳米材料现在广泛应用于生物医学领域，其具有结构可调、高比表面积等特点。迄今为止，已成功研制出了各种用于肿瘤治疗的纳米系统。但由于TME的限制，纳米系统的治疗效率较为低下。因此，为了获得足够的疗效，人们广泛开发了能同时结合两种或多种疗法的协同治疗策略。但普遍的效率都不是很高，尤其是当纳米级的尺寸稍大时。以往的研究大多集中在复杂的多组分纳米体系上，这些体系的合成过程复杂而繁琐，存在着合成不均匀、重现性差的问题。为了解决这一问题，需要一种具有类细菌结构的纳米剂，通过模拟细菌疗法，进而实现高效的光热
‑
芬顿联合治疗，以提高治疗效果。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种光热
‑
类芬顿反应人工纳米酶及其制备方法和应用。本专利技术根据仿生学的原理制备了一种具有类细菌结构的纳米剂，通过载体表面生长的纳米管来模仿细菌的鞭毛，模拟细菌疗法。进而实现高效的光热
‑
芬顿联合治疗，大大提高治疗效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供一种光热
‑
类芬顿反应人工纳米酶的制备方法，包括以下步骤：（1）将5,10,15,20
‑
四[4
‑
(乙基苯基)卟啉]钴、双(三苯基膦)二氯化钯和碘化铜分散在四氢呋喃中，加入ZIF
‑
8，超声混合后，于室温下静置，然后冷冻干燥得到PZCo
‑
CMP；（2）将PZCo
‑
CMP在惰性气体中加热碳化得到人工纳米酶PZCo
‑
800。
[0007]优选的，步骤（1）中，所述5,10,15,20
‑
四[4
‑
(乙基苯基)卟啉]钴由以下方法制备：1）4
‑
[(三甲基硅基)乙基]‑
苯甲醛的制备：氩气条件下，将4
‑
溴苯甲醛，双(三苯基膦)二氯化钯，碘化铜，溶于干燥的四氢呋喃和三乙胺，搅拌混匀，室温条件下，加入三甲基硅基乙炔，升温搅拌过夜；冷却至室温，过滤得固体，将固体溶解于二氯甲烷中，分别用水、盐酸溶液、水萃取；有机相用硫酸钠干燥，过滤，保留滤液，减压干燥得粗混合物；粗混合物通过柱层析纯化，得到无色固体4
‑
[(三甲基硅基)乙基]‑
苯甲醛；2）5,10,15,20
‑
四(4
‑
(三甲基硅基)乙基苯基)卟啉的制备：将4
‑
[(三甲基硅基)乙基]‑
苯甲醛溶于丙酸加热至回流温度，然后加入吡咯，混合物在回流条件下搅拌，然后冷却到室温，静置，后过滤得黑色固体，甲醇洗涤至滤液无色得到紫色固体5,10,15,20
‑
四(4
‑
(三甲基硅基)乙基苯基)卟啉；3）5,10,15,20
‑
四(4
‑
乙基苯基)卟啉的制备：将步骤（2）中得到的紫色固体5,10,15,20
‑
四(4
‑
(三甲基硅基)乙基苯基)卟啉溶于四氢呋喃中，低温条件下缓慢加入四丁基氟化铵，加入完成后，缓慢恢复温度至室温，搅拌过夜，用水和氯仿萃取，收集有机相，干燥得紫色固体5,10,15,20
‑
四(4
‑
乙基苯基)卟啉；4）[5,10,15,20
‑
四(4
‑
(乙炔基苯基)
‑
卟啉]钴的制备：将步骤（3）中得到的5,10,15,20
‑
四(4
‑
(乙基苯基)
‑
卟啉溶于N,N
’‑
二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入四水合乙酸钴，加热回流，冷却至环境温度；加入甲醇使其沉淀，干燥后，利用氯仿甲醇重结晶得到紫色晶体5,10,15,20
‑
四[4
‑
(乙基苯基)卟啉]钴。
[0008]优选的，步骤1）中，所述4
‑
溴苯甲醛、双(三苯基膦)二氯化钯、碘化铜、四氢呋喃、三乙胺和三甲基硅基乙炔加入量之比为100 mmol:0.727 mmol: 1.2mmol:100 ml:28ml：150mmol；优选的，所述升温温度为65℃。
[0009]优选的，步骤2）中，所述4
‑
[(三甲基硅基)乙基]‑
苯甲醛、丙酸、吡咯加入量之比为：86.5 mmol:360 ml:86.4 mmol；优选的，所述回流温度为140℃，回流的时间为3h。
[0010]优选的，步骤3）中，所述5,10,15,20
‑
四(4
‑
(三甲基硅基)乙基苯基)卟啉、四氢呋喃、四丁基氟化铵加入量之比为3mmol:200 ml:15 ml；优选的，所述低温为
‑
78℃。
[0011]优选的，步骤4）中，所述5,10,15,20
‑
四(4
‑
(乙基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光热
‑
类芬顿反应人工纳米酶的制备方法，包括以下步骤：（1）将5,10,15,20
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四[4
‑
(乙基苯基)卟啉]钴、双(三苯基膦)二氯化钯和碘化铜分散在四氢呋喃中，加入ZIF
‑
8，超声混合后，于室温下静置，然后冷冻干燥得到PZCo
‑
CMP；（2）将PZCo
‑
CMP在惰性气体中加热碳化得到人工纳米酶PZCo
‑
800。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述5,10,15,20
‑
四[4
‑
(乙基苯基)卟啉]钴由以下方法制备：1）4
‑
[(三甲基硅基)乙基]
‑
苯甲醛的制备：氩气条件下，将4
‑
溴苯甲醛，双(三苯基膦)二氯化钯，碘化铜，溶于干燥的四氢呋喃和三乙胺，搅拌混匀，室温条件下，加入三甲基硅基乙炔，升温搅拌过夜；冷却至室温，过滤得固体，将固体溶解于二氯甲烷中，分别用水、盐酸溶液、水萃取；有机相用硫酸钠干燥，过滤，保留滤液，减压干燥得粗混合物；粗混合物通过柱层析纯化，得到无色固体4
‑
[(三甲基硅基)乙基]
‑
苯甲醛；2）5,10,15,20
‑
四(4
‑
(三甲基硅基)乙基苯基)卟啉的制备：将4
‑
[(三甲基硅基)乙基]
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苯甲醛溶于丙酸加热至回流温度，然后加入吡咯，混合物在回流条件下搅拌，然后冷却到室温，静置，后过滤得黑色固体，甲醇洗涤至滤液无色得到紫色固体5,10,15,20
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四(4
‑
(三甲基硅基)乙基苯基)卟啉；3）5,10,15,20
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四(4
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乙基苯基)卟啉的制备：将步骤（2）中得到的紫色固体5,10,15,20
‑
四(4
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(三甲基硅基)乙基苯基)卟啉溶于四氢呋喃中，低温条件下缓慢加入四丁基氟化铵，加入完成后，缓慢恢复温度至室温，搅拌过夜，用水和氯仿萃取，收集有机相，干燥得紫色固体5,10,15,20
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四(4
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乙基苯基)卟啉；4）[5,10,15,20
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四(4
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(乙炔基苯基)
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卟啉]钴的制备：将步骤（3）中得到的5,10,15,20
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四(4
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(...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，殷禄昌，曹步凡，滕晓童，周宝龙，
申请(专利权)人：潍坊医学院附属医院，
类型：发明
国别省市：