一种铜-硝基咪唑配合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于配合物技术领域，尤其涉及一种铜-硝基咪唑配合物及其制备方法和应用。

背景技术

高水平的谷胱甘肽GSH(2-10mM)是肿瘤细胞内抗氧化系统的重要组成之一，可以清除过多的活性氧(ROS)并维持细胞内的氧化还原平衡。降低细胞内GSH含量可以破坏细胞的氧化还原稳态，导致ROS累积，最终引发细胞损伤甚至死亡，提高抗肿瘤治疗效果。因此，靶向GSH代谢成为辅助癌症治疗的重要手段之一。

降低GSH含量可以通过减少GSH合成和消耗GSH实现。例如李等人(Conzyme-depleting nanocarriers for enhanced redox cancer therapy under hypoxia)通过锌离子和2-硝基咪唑合成多孔骨架，负载索拉菲尼，并包覆铁-没食子酸络合物，该体系通过减少细胞内GSH与增加细胞内ROS实现细胞死亡。然而该复合纳米体系包含成分多，提高了成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铜-硝基咪唑配合物及其制备方法和应用，该配合物仅包含铜离子和2-硝基咪唑，简单的两组分组合能实现GSH代谢增强的化学动力学治疗并诱导铁死亡。

本发明提供了一种铜-硝基咪唑配合物，由铜离子和2-硝基咪唑配位自组装而成。

在本发明中，2-硝基咪唑是一种乏氧响应性的药物，在乏氧的肿瘤细胞才能发挥作用，具有消耗细胞内NADPH从而阻碍GSH合成的功能。此外，独特的咪唑基团使其可以与金属离子配位，从而得到附加的金属离子功能。

所述铜离子具有优异的芬顿反应活性和GSH消耗能力。

在本发明中，所述二价铜离子和2-硝基咪唑的摩尔比为(4.4～5.0)：(4.2～4.7)。

本发明将铜离子和2-硝基咪唑的结合具有实现GSH代谢增强的化学动力学治疗并诱导铁死亡的潜力。

在本发明中，所述铜-硝基咪唑配合物的尺寸为100nm～3μm，优选为100nm～1μm，更优选为100～500nm，最优选为100～200nm。

本发明提供了一种上述技术方案所述铜-硝基咪唑配合物的制备方法，包括以下步骤：

向含二价铜离子的溶液中滴加2-硝基咪唑溶液，加入调控剂，自组装，得到铜-硝基咪唑配合物。

在本发明中，所述调控剂选自三乙胺、二乙胺和二甲胺中的一种或多种。本发明通过控制调控剂的种类和用量能够调控铜-硝基咪唑的形貌和尺寸。

所述含二价铜离子的溶液为三水合硝酸铜溶液、氯化铜溶液和醋酸铜溶液中的一种或多种。含二价铜离子的溶液的浓度为0.02～0.3mol/L。

所述含二价铜离子的溶液中的溶剂为有机溶剂或水；所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、无水乙醇、丙酮和无水甲醇中的一种或多种。

所述2-硝基咪唑溶液中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。2-硝基咪唑溶液的浓度为0.016～0.066mol/L。

在本发明具体实施中，优选将7.4mg三水合硝酸铜(Cu(NO

2-硝基咪唑首先在溶剂中去质子化才得以与二价铜离子配位形成晶核并继续生长；这个过程中，2-硝基咪唑的去质子化进程影响粒子成核速度从而影响粒径。在本发明中，调控剂为三乙胺的中心氮原子具有孤对电子，可以接受来自2-硝基咪唑的质子，水作为良性离子，同样可以接受质子；因此，调控剂为三乙胺，含二价铜离子的溶液中的溶剂为水时，三乙胺和水分子可以提高2-硝基咪唑的去质子化速度，调控得到尺寸约为100nm～800nm的铜-硝基咪唑纳米药物。

在本发明中，所述2-硝基咪唑、含二价铜离子的溶液中二价铜化合物和调控剂的摩尔比为(4.4～5.0)：(4.2～4.7)：1。

本发明优选在搅拌的条件下将2-硝基咪唑溶液滴加至含二价铜离子的溶液中；搅拌的速率优选为700～800rpm；

在本发明中，自组装的温度为室温，温度优选为10～35℃，自组装的时间为8～10min。

本发明还提供了一种抗肿瘤纳米药物，包括上述技术方案所述的铜-硝基咪唑配合物或上述技术方案所述制备方法制备的铜-硝基咪唑配合物。

纳米药物在肿瘤细胞中释放出铜离子和2-硝基咪唑，2-硝基咪唑在乏氧条件下消耗NADPH从而阻碍GSH的合成，铜离子同样消耗GSH。GSH的消耗增强了Cu

本发明提供了一种铜-硝基咪唑配合物，由铜离子和2-硝基咪唑配位自组装而成。该配合物仅包含铜离子和2-硝基咪唑，简单的两组分组合能实现GSH代谢增强的化学动力学治疗并诱导铁死亡。铜-硝基咪唑配合物作为纳米药物具有GSH响应和乏氧响应性，可以选择性地在肿瘤细胞中发生作用。纳米药物在肿瘤细胞中释放出铜离子和2-硝基咪唑，2-硝基咪唑在乏氧条件下消耗还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)从而阻碍GSH的合成，铜离子同样消耗GSH。GSH的消耗增强了Cu

附图说明

图1为本发明实施例1制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图2为本发明实施例2制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图3为本发明实施例3制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图4为本发明实施例4制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图5为本发明实施例5制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图6为本发明实施例6制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图7为本发明实施例7制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图8为本发明实施例8制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图9为本发明实施例9制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图10为本发明实施例10制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图11为本发明实施例11制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图12为本发明实施例12制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图13为本发明实施例13制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图14为本发明实施例14制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图15为本发明实施例15制备的铜-硝基咪唑配合物的SEM图像；

图16为Cu-NI NPs在常氧和乏氧条件下的细胞毒性；

图17为不同处理下4T1细胞内的活性氧的检测；

图18为不同处理下细胞内的GSH相对含量；

图19为不同处理下4T1细胞的生物透射电镜图像，红色箭头所指代表线粒体。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种铜-硝基咪唑配合物、其制备方法及应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例2：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例3：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例4：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例5：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例6：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例7：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例8：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例9：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例10：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例11：

室温条件下，将7.4mg Cu(NO

实施例12

室温条件下，将0.031mmol CuCl

实施例13：

室温条件下，将0.031mmol Cu(CH

实施例14：

室温条件下，将0.031mmol Cu(NO

实施例15：

室温条件下，将0.031mmol Cu(NO

实施例1～15中铜-硝基咪唑配合物的组分如表1所示：

表1

本发明采用实施例11的铜-硝基咪唑纳米药物(Cu-NI NPs)作为抗肿瘤纳米药物，其抗肿瘤效果表征如下：

MTT检测细胞毒性：4T1细胞以8000个/孔的密度接种于96孔板中，分别在常氧和厌氧条件下孵育过夜。然后加入0～50μg/mL不同浓度的Cu-NI NPs，分别在常氧和厌氧条件下孵育24h。最后采用MTT法测定细胞活力，测试结果如图16所示：结果表明Cu-NI NPs的细胞毒性随着浓度的增加而增加，且乏氧条件下Cu-NI的抗肿瘤效果更为明显。

细胞内的活性氧检测：4T1细胞接种于6孔板中，每孔密度为150000个细胞，孵育过夜。然后用PBS、Cu(NO

细胞内的谷胱肝肽含量：将密度为200万个细胞/个的4T1细胞分别置于10cm的细胞培养皿中，在常氧和厌氧条件下培养12h。然后用PBS、Cu(NO

生物电镜：4T1细胞接种于细胞培养皿中，培养过夜。然后用PBS、Cu(NO

由以上实施例可知，本发明提供了一种铜-硝基咪唑配合物，由铜离子和2-硝基咪唑配位自组装而成。该配合物仅包含铜离子和2-硝基咪唑，简单的两组分组合能实现GSH代谢增强的化学动力学治疗并诱导铁死亡。铜-硝基咪唑配合物作为纳米药物具有GSH响应和乏氧响应性，可以选择性地在肿瘤细胞中发生作用。纳米药物在肿瘤细胞中释放出铜离子和2-硝基咪唑，2-硝基咪唑在乏氧条件下消耗NADPH从而阻碍GSH的合成，铜离子同样消耗GSH。GSH的消耗增强了Cu

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。