一种肿瘤微环境响应的CO气体治疗剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于药物制剂技术领域，具体涉及一种肿瘤微环境响应的CO气体治疗剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，气体治疗蓬勃发展，成为癌症治疗的新兴领域。气体治疗是一种新兴的、且非常有应用前景的肿瘤治疗新策略。NO、H

利用在非肿瘤组织中沉默而在肿瘤特异性代谢条件下被特异性激活的化学药物是一个有前景的方法，例如过度表达的酶、H

发明内容

本发明的目的是提供一种特异性强、可控释放且合成方法简单的肿瘤微环境响应性释放的CO治疗剂。

本发明的另一目的是提供上述CO气体治疗剂的制备方法及其应用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种肿瘤微环境响应的CO气体治疗剂，包括UiO-67纳米颗粒、MnBr(CO)

所述MnBr(CO)

肿瘤细胞内的葡萄糖在葡萄糖氧化酶GOx的催化作用下生成葡萄糖酸和H

进一步地，所述UiO-67纳米颗粒的直径为70-100nm。

上述CO气体治疗剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，采用高温溶剂热法制备UiO-67纳米颗粒；

步骤2，采用化学键合的方法将MnBr(CO)

步骤3，采用孔道吸附的方法将葡萄糖氧化酶GOx吸附到步骤2得到的纳米颗粒孔道内，即得。

进一步地，步骤1中采用高温溶剂热法制备UiO-67纳米颗粒的具体过程为：将2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸溶于的N,N'-二甲基甲酰胺中，在搅拌条件下加入三乙胺，持续搅拌至澄清透明；将氯化锆溶于N,N'-二甲基甲酰胺中，在搅拌条件下将上述两种溶液加入到四氟乙烯高压内衬反应釜中，在85℃的烘箱中反应24小时，反应结束后，离心收集产物，用N,N'-二甲基甲酰胺和无水乙醇洗涤，得到UiO-67纳米颗粒。

进一步地，步骤2中将MnBr(CO)

进一步地，步骤3中将葡萄糖氧化酶GOx吸附到步骤2得到的纳米颗粒孔道内的具体过程为：将所述步骤2得到的纳米颗粒分散在水中，加入葡萄糖氧化酶GOx，避光搅拌反应，离心收集产物，用水洗涤，得到CO气体治疗剂UiO-67@MnBr(CO)

上述CO气体治疗剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用。

有益效果：本发明通过将具有介孔的UiO-67纳米颗粒作为载体，高效担载CO气体释放分子MnBr(CO)

附图说明

图1为实施例1中UiO-67纳米颗粒的SEM照片(a)和TEM照片(b)。

图2为实施例1中UiO-67纳米颗粒的粒径分布图(a)和红外光谱(b)。

图3为实施例1的UiO-67@MnBr(CO)

图4为实施例1的不同浓度的UiO-67在pH = 4.5的H

图5为Hela和MCF-7两种细胞在不同浓度的UiO-67中的细胞活性(a)， Hela和MCF-7两种细胞在不同浓度的UiO-67、UiO-67@MnBr(CO)

图6为Hela细胞分别在UiO-67、UiO-67@MnBr(CO)

具体实施方式

为详细说明本发明的结构特征、技术手段以及所实现的目的及效果，以下结合实施方式并配合附图进行详细说明。

本发明提供了一种肿瘤微环境响应的CO气体治疗剂，包括具有高孔隙率UiO-67纳米颗粒和骨架上修饰的CO前驱分子MnBr(CO)

具体地，所述UiO-67纳米颗粒是直径约为85 nm左右的纳米球结构。

上述CO气体治疗剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1，采用高温溶剂热的制备方法合成UiO-67纳米颗粒。

将45 mg的2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸溶于20 mL 的N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)并在搅拌时滴加360 µL 的三乙胺，持续搅拌至澄清透明；45 mg氯化锆溶于16 mL 的DMF，在磁力搅拌下将两溶液加入到50 mL的四氟乙烯高压内衬反应釜中，在85°C的烘箱中反应24小时。反应结束后，产物通过高速离心收集，用DMF和无水乙醇洗涤3次。最后将得到的白色产物分散在10 mL无水乙醇中。

所述DMF、无水乙醇、氯化锆和2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸皆为制备常用的化学原料，均可直接从试剂网上订购。

所述反应的最佳温度为85 °C，反应时间为24 h。所得到的UiO-67纳米颗粒直径约85 nm左右。

步骤2，采用化学键合的方法，将MnBr(CO)

将UiO-67分散在甲醇溶液中浸泡1天，中间更换甲醇溶液三次。称取30 mg的MnBr(CO)

步骤3，采用物理吸附的方法，将GOx吸附到具有高孔隙率的UiO-67纳米颗粒孔道和表面，得到肿瘤微环境响应性功能的最终产物UiO-67@MnBr(CO)

将所述UiO-67@MnBr(CO)

上述制备方法得到的CO气体治疗剂，包括纳米颗粒状UiO-67纳米颗粒、CO前驱分子MnBr(CO)

所述UiO-67纳米颗粒直径为85 nm左右，且骨架上修饰MnBr(CO)

所述的CO气体释放分子为MnBr(CO)

本发明的CO治疗剂具有肿瘤微环境响应的功能，在肿瘤内的H

上述制备得到的肿瘤微环境响应性释放CO气体治疗剂能够作为治疗肿瘤的制剂的应用。

所述的治疗肿瘤的制剂为所述CO治疗剂在所述的肿瘤微环境响应释放CO气体治疗。

可以理解的，所述ROS治疗与CO气体能够抑制肿瘤细胞生长并杀死癌细胞，因此，本发明的CO治疗剂是一种无创、高效、低毒、绿色的肿瘤治疗方式。

本发明的肿瘤CO治疗剂的制备方法，其合成原料价格低廉且制备工艺简单、易于大规模生产。此外，利用本发明制备方法得到的CO治疗剂具有良好的单分散性和稳定性、良好的生物相容性以及高的CO气体负载量和具有肿瘤微环境响应的气体释放。

下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

（1）制备UiO-67纳米颗粒。

将45 mg的2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸溶于20 mL 的N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)并在搅拌时滴加360 µL 的三乙胺，持续搅拌至澄清透明；45 mg氯化锆溶于16 mL 的DMF，在磁力搅拌下将两溶液加入到50 mL的四氟乙烯高压内衬反应釜中，在85°C的烘箱中反应24小时。反应结束后，产物通过高速离心收集，用DMF和无水乙醇洗涤3次。最后将得到的白色产物分散在10 mL无水乙醇中。

（2）制备MnBr(CO)

将UiO-67分散在甲醇溶液中浸泡1天，中间更换甲醇溶液三次。称取30 mg的MnBr(CO)

（3）制备UiO-67@MnBr(CO)

将所述UiO-67@MnBr(CO)

性能测试：

1. UiO-67纳米颗粒的形貌测定

图1是实施例1制备的UiO-67纳米颗粒的SEM照片(a)、(b)，该UiO-67纳米颗粒呈球状。

2. UiO-67、UiO-67@MnBr(CO)

图2(a)中能够观察到合成的UiO-67纳米颗粒直径为85 nm 左右，且分散均匀。

通过图2(b)中对MnBr(CO)

3. 测定UiO-67@MnBr(CO)

通过测量血红蛋白(Hb)向羧基血红蛋白(HbCO)的转化，用分光光度法检测PBS中 释放的一氧化碳。首先，将实施例1制备的UiO-67@MnBr(CO)

同样用上述方法可以得到UiO-67@MnBr(CO)

4. UiO-67产生•OH性能测定

测量在3 mL醋酸(AcOH )缓冲溶液(0.1mL，pH 4.5)中进行，该溶液含有实施例1所制备的不同浓度UiO-67 (5、10、20、40、8 0µg/mL)、H

5. UiO-67、UiO-67@MnBr(CO)

分别将Hela、MCF-7细胞 (1×10

6. UiO-67@MnBr(CO)

用2',7'-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)监测细胞内活性氧的产生。简而言之，HeLa细胞用100 µg/mL的UiO-67、UiO-67@MnBr(CO)

图6(b)通过CO探针(探针1+氯化钯，每个1µM，15µL DMSO)对HeLa细胞中的CO进行荧光成像。HeLa细胞用100 µg/m的UiO-67、UiO-67@MnBr(CO)

图6(c) UiO-67、UiO-67@MnBr(CO)

本发明提供的CO治疗剂通过以UiO-67为载体并在其骨架上修饰MnBr(CO)