[发明专利]一种具有铜死亡、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

说明书

本发明公开了一种具有铜死亡、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。配位聚合物纳米材料包括载体和酶，酶负载在载体的内部，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；载体为1,2,4‑三氮唑铜(I)配位聚合物。本发明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，从而阻断肿瘤细胞的能量供应，实现饥饿治疗。亚铜离子Cu(I)能更有效地与脂酰化的线粒体酶结合，导致配位聚合物纳米材料介导的铜死亡。同时饥饿治疗产生的过氧化氢成为光动力反应的原料，增强了I型光动力治疗效果，最终实现高效的铜死亡、光动力联合饥饿治疗。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种具有铜死亡、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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种具有铜死亡、光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料。

本发明还提供了一种具有铜死亡、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。

本发明还提供了一种抗肿瘤药物。

本发明还提供了一种具有铜死亡、光动力联合饥饿治疗功能的配位聚合物纳米材料的应用。

本发明的第一方面提供了一种具有铜死亡、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)配位聚合物。

本发明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)配位聚合物将酶包裹，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)降解下产生亚铜离子，并释放出负载的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，进行饥饿治疗。伴随着GSH和葡萄糖的消耗，释放后的亚铜离子Cu(I)能更有效地与脂酰化的线粒体酶结合，产生脂酰化的DLAT聚集，导致配位聚合物纳米材料介导的铜死亡。此外，同时配位聚合物在808nm激发下可催化过氧化氢分解产生·OH，最终实现将饥饿治疗与铜死亡和光动力治疗相结合，可获得更大的协同效应，有望高效、安全地抑制肿瘤生长。

本发明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：