一种肿瘤靶向复合纳米酶材料及其制备方法与应用

技术领域

本公开涉及医药制品技术领域，尤其涉及一种肿瘤靶向复合纳米酶材料及其制备方法与应用。

背景技术

目前癌症是威胁人类健康的最大杀手，临床上对癌症治疗的常规方法包括手术切除、放疗、化疗或以上方案组合疗法，其中化疗属于是临床首选的治疗方案之一，然而，传统化疗药物靶向性差，对正常细胞有毒副作用。

在肿瘤发生和转移过程中，肿瘤细胞所处的内部和外部环境的关系，即为肿瘤微环境(TME)，TME相对缺氧，过氧化氢(H

近年来，铁死亡作为一种新兴的癌症治疗途径引起了广泛关注，铁死亡是一种铁依赖性的调节性细胞死亡形式，主要依赖于铁介导的氧化损伤和随后的细胞膜损伤，最终由过度的脂质过氧化引起死亡。通过增加细胞内铁离子(Fe

目前，基于铁死亡的肿瘤治疗主要是设计纳米酶材料，通过增加细胞内亚铁离子的浓度，提高·OH产生的速率和数量，进而引发铁死亡，但是目前已报道的纳米酶材料在肿瘤部位难以富集，纳米酶催化活性不足。

发明内容

本公开提供了一种肿瘤靶向复合纳米酶材料及其制备方法与应用，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种肿瘤靶向复合纳米酶材料，在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

在一可实施方式中，所述磁性纳米粒子为铁酸锌纳米酶或铁酸铜纳米酶。

根据本公开的第二方面，提供了一种肿瘤靶向复合纳米酶材料的制备方法，所述方法包括：

备磁性纳米粒子；

在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

制备氧化透明质酸，并将氧化透明质酸溶于缓冲溶液中；

将ZnFe

在一可实施方式中，所述制备磁性纳米粒子，包括：

将铁和另一金属的可溶性金属盐、表面活性剂、还原剂及醇溶液混合均匀置于反应釜中，在180-220℃下反应10-15h，其中另一金属为锌或铜；

将反应得到的产物依次用纯水和无水乙醇洗涤，再离心、真空干燥，得到磁性纳米粒子。

在一可实施方式中，所述铁与另一金属的物质的量之比为1:1-4。

在一可实施方式中，所述表面活性剂为二水合柠檬酸钠，所述还原剂为乙酸钠。

在一可实施方式中，所述醇溶液为二乙二醇。

在一可实施方式中，所述在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

将磁性纳米粒子分散在3-巯基丙酸溶液中，然后用超纯水和乙醇洗涤；

将磁性纳米粒子加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中超声分散，然后加入锆盐、铜盐乙酸、2-氨基对苯二甲酸搅拌均匀；

将搅拌均匀的混合物倒入聚四氟乙烯高压釜中，在80-120℃下反应12-36h

反应后的产品离心收集，用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和无水乙醇冲洗并真空干燥，得到ZnFe

在一可实施方式中，铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

根据本公开的第三方面，提供了一种肿瘤靶向复合纳米酶材料在肿瘤靶向药物中的应用或在MIR造影剂中的应用。

本发明公开的一种肿瘤靶向复合纳米酶材料及其制备方法和应用，通过在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例肿瘤靶向复合纳米酶材料的制备方法的实现流程示意图；

图2示出了本公开实施例制备的铁酸锌纳米材料(ZnFe

图3示出了本公开实施例制备的铁酸锌纳米材料(ZnFe

图4示出了本公开实施例制备的UiO66-NH

图5示出了本公开实施例制备的Zr

图6示出了本公开实施例制备的Zr

图7示出了本公开实施例制备的OHA的傅里叶转换红外光谱图(FTIR)；

图8示出了本公开实施例制备的肿瘤靶向复合纳米酶材料DOX/ZnFe

图9示出了本公开实施例制备的肿瘤靶向复合纳米酶材料DOX/ZnFe

图10示出了本公开实施例制备的肿瘤靶向复合纳米酶材料DOX/ZnFe

图11示出了本公开实施例制备的肿瘤靶向复合纳米酶材料DOX/ZnFe

图12示出了本公开实施例制备的肿瘤靶向复合纳米酶材料DOX/ZnFe

图13示出了本公开实施例制备的肿瘤靶向复合纳米酶材料DOX/ZnFe

图14示出了本公开实施例制备的各材料在不同pH条件下催化H

图15出了本公开实施例制备的不同D/Z@UCO浓度对GSH的消耗；

图16示出了本公开实施例制备的不同D/Z@UCO浓度下T2-加权图像及信号强度；

图17示出了本公开实施例制备的D/Z@UCO的磁性图片(左：不加磁铁，右：加磁铁)。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在肿瘤发生和转移过程中，肿瘤微环境(TME)相对缺氧，过氧化氢(H

一种肿瘤靶向复合纳米材料，通过在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

该肿瘤靶向复合纳米酶材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备磁性纳米粒子；

在一个示例中，制备磁性纳米粒子，包括：

S11、将铁和另一金属的可溶性金属盐、表面活性剂、还原剂及醇溶液混合均匀置于反应釜中，在180-220℃下反应10-15h，其中另一金属为锌或铜；

其中表面活性剂和还原剂可以为二水合柠檬酸钠及乙酸钠，二水合柠檬酸钠既能有表面活性剂的作用，也可以作为还原剂，乙酸钠主要作为还原剂使用。需要说明的是，其它具有还原性的物质也可以作为还原剂，本发明对此不做限制。

S12、将反应得到的产物依次用纯水和无水乙醇洗涤，再离心、真空干燥，得到磁性纳米粒子。

S2、在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

具体的，在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

S21、将磁性纳米粒子分散在3-巯基丙酸溶液中，然后用超纯水和乙醇洗涤；

S22、将磁性纳米粒子加入N,N-二甲基甲酰胺中超声分散，然后加入锆盐、铜盐乙酸、2-氨基对苯二甲酸搅拌均匀；

S23、将搅拌均匀的混合物倒入聚四氟乙烯高压釜中，在80-120℃下反应12-36h；

S24、反应后的产品离心收集，用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇冲洗并真空干燥，得到ZnFe

S3、制备氧化透明质酸(OHA)，并将氧化透明质酸溶于缓冲溶液中；

将透明质酸溶于超纯水中，再加入NaIO

S4、将ZnFe

本发明通过在磁性纳米粒子表面原位生长铜离子掺杂金属有机框架材料UiO66-NH

下面结合具体实施例对本发明制备的肿瘤靶向复合纳米酶材料及表征做详细说明。

实施例1

一种肿瘤靶向复合纳米酶材料的制备方法，如图1所示为制备方法的示意图，该制备方法包括如下步骤：

1、铁酸锌纳米酶(ZnFe

将0.164g氯化锌、0.649g六水合氯化铁、0.240g二水合柠檬酸钠和1.200g乙酸钠溶于二乙二醇溶液中，将上述混合物于室温下超声搅拌，然后将得到的悬浊液移入反应釜中，温度为200℃条件下加热反应12h；将得到的产物依次用纯水和无水乙醇洗涤，在转速为11000r/min的条件下离心20min，60℃真空干燥12h得到ZnFe

1.1ZnFe

用扫描电子显微镜(SEM)获得铁酸锌纳米材料的形貌。如图2所示，所得的ZnFe

2、制备ZnFe

2.1、本发明先单独制备UiO66-NH

将0.0814g氯化锆和0.1187g氯化铜溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到溶液A；将2-氨基对苯二甲酸溶于10mL的DMF中，得到溶液B；使溶液A、溶液B和0.6mL乙酸置于烧杯中混合均匀，超声5min，倒入聚四氟乙烯反应釜中，置于温度为100℃的烘箱内24h，冷却至室温后，得到混悬液C；将混悬液C在转速为11000r/min的条件下离心5min，弃掉上清液，得到沉淀物D，用DMF将沉淀物D洗涤3遍，再用无水乙醇将沉淀物D洗涤3遍，最后置于温度为60℃的真空烘箱中干燥过夜，得到UiO66-NH

2.2、UiO66-NH

UiO66-NH

2.3、制备ZnFe

将80mg的ZnFe

为了进一步提高ZnFe

3、制备氧化透明质酸(OHA)

将0.5g的透明质酸(HA)溶于50mL超纯水中，加入质量分数为3.3％的NaIO

3.1、OHA表征

图7所示为本实施例制备的OHA样品的傅里叶红外光谱图(FTIR)，根据图7可以看出，所有HA和OHA都具有多糖特征，OHA中醛基的存在可以通过1730cm

4、制备肿瘤靶向复合纳米酶材料DOX/ZnFe

本实施例的化疗药物以阿霉素(DOX)为例，取10mg的OHA溶于20mL的PBS溶液中，将10mg的ZnFe

4.1D/Z@UCO的表征

D/Z@UCO的SEM图像如图8所示，形态学观察表明，D/Z@UCO为球形，晶体尺寸约为40nm；图9所示的XRD晶体结构表明特征峰与单组份纳米颗粒晶体结构吻合，研究证实了D/Z@UCO的成功合成；FTIR如图10所示，与单个组分相比，复合材料具备所有单组分的特征峰，表明D/Z@UCO的成功合成。

4.2D/Z@UCO的酶活性表征

上述制备的D/Z@UCO的POD活性用3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)的显色反应测定，即将不同浓度的复合纳米酶材料加入到不同pH的0.1M的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，其中H

如图11所示为吸光度结果，随着D/Z@UCO浓度的增加，氧化型TMB的产生量越多，表明过氧化物酶(POD)活性越高。如图12所示为以H

通过测定D/Z@UCO对H

通过测定D/Z@UCO对GSH消耗测定，证明上述制备的D/Z@UCO还具有GSH-Ox酶活性，如图15所示，随着D/Z@UCO浓度的增加，对GSH的消耗越快，说明GSH-Ox活性越好。

本发明另一方面还提供一种肿瘤靶向复合纳米酶材料在肿瘤靶向药物中的应用或在MIR造影剂中的应用。

该肿瘤靶向复合纳米酶材料作为肿瘤靶向药物，因磁性纳米粒子的磁性，通过物理作用发挥靶向性，利用体外磁场效应引导化疗药物在体内定向移动和定位集中，将纳米粒子富集到肿瘤部位。并通过对纳米粒子表面修饰氧化透明质酸，在CD44分子介导下将与氧化透明质酸偶联的纳米粒子转运入肿瘤细胞内。由于肿瘤弱酸微环境特点，氧化透明质酸与纳米粒子形成的酸敏感席夫碱键特异性断裂，实现双靶向的精准释药。另外复合纳米酶将H

该复合纳米酶材料还可以作为MIR造影剂应用，应用方法如下：

将D/Z@UCO分散在2％琼脂糖凝胶中，浓度为0至1000mg/mL。使用GE公司3.0T核磁共振仪，如图16所示为不同D/Z@UCO浓度下T2-加权图像及信号强度；图17为D/Z@UCO磁性图片(左：不加磁铁，右：加磁铁)。根据图16和图17结果表明：D/Z@UCO具有一定的磁性，T2-加权图像随着D/Z@UCO浓度增加逐渐变暗，表明D/Z@UCO可以作为T2造影剂。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。