[发明专利]一种具有癌细胞杀伤功能的级联反应磁性金属有机框架纳米粒子的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有癌细胞杀伤功能的级联反应磁性金属有机框架纳米粒子的制备方法。将咪唑类有机配体、金属配体和七水合硫酸亚铁溶解于水中，反应得到磁性金属有机框架粒子，再将该粒子分散到水中，同时加入葡萄糖氧化酶，孵育得到级联反应磁性金属有机框架纳米粒子，该粒子可以催化葡萄糖通过级联反应生成高活性的羟基自由基，具有很好的杀伤癌细胞性能。同时，硫酸亚铁参与反应在粒子中形成磁性结构使粒子带有磁性，磁场可以促进磁性纳米粒子的胞吞并实现磁靶向，从而增强癌细胞的杀伤效果并实现选择性杀伤。本发明制备方法简单，材料来源广泛，得到的纳米粒子具有在磁场作用下具有增强的癌细胞杀伤效果和磁靶向等特点，具有良好应用前景。

技术领域

本发明属于抗肿瘤纳米材料制备领域，涉及一种具有癌细胞杀伤功能的级联反应磁性金属有机框架纳米粒子的制备方法。

背景介绍

纳米酶是一类具有类似天然酶生物催化能力的纳米材料。模拟过氧化物酶的纳米酶是其中重要的一类，有着广泛的应用前景。这一类纳米酶以含铁的磁性纳米粒子为代表，除此以外还有五氧化二钒(V₂O₅)，硫化铜(CuS)，过氧化铜(CuO₂)，氧化石墨烯(GO)等。一部分这类纳米酶的反应机理涉及到高氧化性的羟基自由基的产生，因而也为该类材料带来广泛的生物医学应用，例如抗菌，杀伤癌细胞等。在目前的研究中，含铁的磁性纳米粒子是最常见的一类纳米酶，可以与过氧化氢通过芬顿反应产生高毒性的羟基自由基用于抗肿瘤或抗菌。但是肿瘤部位的过氧化氢浓度难以实现高效的反应。而肿瘤的快速生长需要大量的葡萄糖作为营养物质。葡萄糖氧化酶(GOx)可以特异性地、高效地将葡萄糖转化为葡萄糖酸，同时生成过氧化氢，一方面为芬顿反应提供足够的过氧化氢反应生成高毒性的羟基自由基，另一方面也可以消耗葡萄糖，抑制癌细胞的生长。值得一提的是，在金属有机框架(MOF)纳米粒子中，若Fe不作为金属离子配位存在于框架中，也可通过矿化的方式形成具有铁磁性的磁性结构存在于纳米粒子中。此时，含Fe的磁性结构既可作为芬顿反应的反应中心，使纳米粒子具有过氧化物酶的特性，也可以为纳米粒子提供磁性，促进纳米粒子的胞吞以及磁靶向，来高效定点杀死癌细胞，减少对正常细胞的伤害。同时MOF纳米粒子也可以作为负载GOx的载体，负载GOx后可以与MOF中的含铁的磁性结构构成级联的反应体系，消耗葡萄糖的同时反应生成羟基自由基，从而实现癌细胞的有效杀伤。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有癌细胞杀伤功能的级联反应磁性MOF纳米粒子的制备方法。本发明制备的负载GOx的磁性MOF纳米粒子能够发生级联反应同时粒子具有磁性，可以利用粒子磁性来促进细胞胞吞和磁靶向，达到高效定点杀死癌细胞的目的同时减少对其他部位的影响。

本发明采用以下技术方案实现：

一种具有癌细胞杀伤功能的级联反应MOF纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

1)将咪唑类有机配体、七水合硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和金属配体溶解于去离子水中，使其浓度分别为0.05-0.4g/mL、0.01-0.06g/mL和0.01-0.06g/mL，于室温静置孵育4h-24h。孵育结束后离心去除上清液，加入去离子水洗涤粒子3次，得到磁性MOF纳米粒子；

2)将步骤1)所得的MOF纳米粒子分散到水中,加入GOx使其浓度均为1-10mg/mL，于4℃-30℃静置孵育3h-12h，结束后离心去除上清液，加入水洗涤粒子，离心去除上清液从而得到级联反应磁性MOF纳米粒子。

上述技术方案中，进一步地，所述的咪唑类有机配体是2-甲基咪唑、乙基咪唑或咪唑-2-甲醛。

上述技术方案中，进一步地，所述的金属配体来源于二水合醋酸锌(Zn(OAc)₂·2H₂O)、硝酸锌(Zn(NO₃)₂)或四水合醋酸钴(Co(OAc)₂·4H₂O)。