一种黏土纳米酶材料及其制备方法和应用

    专利2026-06-07  4


    本申请属于肿瘤治疗纳米酶,更具体地说,是涉及一种黏土纳米酶材料及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、癌症的治疗迄今为止依然是人类医学史上的一大难题,传统的癌症治疗主要是以手术切割治疗为主,以化学治疗和放射治疗为辅,但手术切割会给患者带来巨大创伤,放射治疗会产生多种严重副作用,化学治疗则会带来细胞耐药性等问题。为了提高癌症患者的生活质量和生存率,近年来,光动力治疗和声动力治疗由于其高时空选择性和非侵入性,在癌症治疗中受到广泛关注。光、声动力治疗是一种通过增加细胞内活性氧物质(ros)水平来杀死癌细胞的治疗策略。但在癌细胞中产生的ros会被抗氧化剂-还原型谷胱甘肽(gsh)快速清除,从而阻碍了癌细胞的死亡。同时,肿瘤微环境中的缺氧环境也大大降低了光动力治疗的效果。目前,常用丁硫氨酸硫酸亚胺(bso)、阿西维辛、姜黄素等药物通过抑制影响谷胱甘肽合成速度的酶和相关物质来阻断谷胱甘肽的合成;光敏剂(ps)在光动力治疗(pdt)中作为关键元件,可以通过在激光光源的照射下,处在基态的电子跃迁到激发态从而产生电子空穴,在有氧气的参与下产生ros进而杀死或抑制癌细胞的生长。

    2、但是此类药物作用有限且易产生耐药性,导致疗效大幅度降低;而光敏剂则由于在作用过程中需要大量氧气的参与才能发挥最好的效果,而肿瘤细胞内却是一个氧气匮乏的环境,这也阻碍了光敏剂在肿瘤细胞内产生活性氧物质的效率,大大降低了光动力治疗在癌症治疗中的效果。


    技术实现思路

    1、本申请的目的在于提供一种能够避免细胞产生耐药性问题,同时也能有效降低细胞内还原型谷胱甘肽含量、产生大量氧气以并且对癌细胞具有强杀伤力的黏土纳米酶材料及其制备方法。

    2、为实现上述目的,本申请的第一方面,提供了一种黏土纳米酶材料的制备方法,包括以下步骤:

    3、将锰盐溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中,形成均匀的锰盐溶液;将黏土分散到n,n-二甲基甲酰胺中,形成均匀分散的纳米黏土溶液;

    4、将所述锰盐溶液和所述纳米黏土溶液混合形成混合溶液,避光条件下搅拌混匀,之后固液分离并使用n,n-二甲基甲酰胺溶剂进行洗涤,得到锰基纳米黏土前驱体;

    5、将所述锰基纳米黏土前驱体均匀分散到n,n-二甲基甲酰胺/乙酸(hac)的混合溶剂中,加入光敏剂5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(h2tcpp),避光条件下搅拌混匀,之后固液分离并使用n,n-二甲基甲酰胺溶剂进行洗涤,干燥后得到黏土纳米酶材料。

    6、进一步地,所述黏土为管状埃洛石、片状高岭石、棒状坡缕石中的任意一种。

    7、进一步地,所述黏土为管状埃洛石,所述黏土和所述锰盐的质量比为10~15:1~3。

    8、进一步地,所述锰盐为三醋酸锰。三醋酸锰化合物较为稳定,不易分解,三价的锰会和h2tcpp中心的氮原子配位,形成配位化合物。

    9、进一步地,所述锰基纳米黏土前驱体和所述光敏剂的质量比为10~15:3~4。

    10、进一步地,h2tcpp在黏土纳米酶材料中的质量百分含量为7.7%。

    11、进一步地,所述混合溶剂中,乙酸和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1~3:4~5。

    12、本申请的第二方面,提供了一种黏土纳米酶材料,采用上述任一项所述的制备方法得到,包括锰基纳米黏土前驱体和原位配位在其上的光敏剂。

    13、进一步地,所述锰基纳米黏土前驱体中,金属锰离子的质量百分比含量为0.57%~2.93%。

    14、本申请的第三方面,提供了一种黏土纳米酶材料在作为肿瘤治疗药物中的应用。

    15、与现有技术相比,本申请具有以下的技术效果:

    16、本申请的一种黏土纳米酶材料的制备方法以黏土为载体,原位负载金属锰离子后与光敏剂进行配位,不仅避免了对易产生细胞耐药性药物的使用,同时也巧妙地利用了三价金属锰离子具有的类谷胱甘肽氧化酶和类过氧化氢酶的特性,能够有效消耗还原型谷胱甘肽和产生大量氧气,并且能与负载上的光敏剂产生协同效应,在近红外光的辐射下产生大量活性氧物质(ros),破坏癌细胞的氧化还原平衡态,进而能够有效杀死和/或抑制肿瘤细胞的生长,且具有较良好的生物安全性。

    17、本申请的一种黏土纳米酶材料中的管状埃洛石的光透性较好,利于光敏剂h2tcpp的效果发挥,同时埃洛石纳米管表面的羟基位点暴露较多,能够和更多的三价锰离子进行络合;其次埃洛石纳米管属于管状结构,具有较大的长径比,不容易堆积,分散性较好;埃洛石纳米管的生物安全性比常用的医用粘体矿物(蒙脱石和高岭石)要更好。h2tcpp属于二型光敏剂,对组织的穿透能力比较强,产生活性氧的能力也较好;三价锰可以和h2tcpp形成配位化合物,增强其稳定性,同时能三价的锰离子具有较强的氧化性,能够消耗癌细胞中过多的还原型谷胱甘肽,增强光疗效果;其次三价的锰离子具有过氧化氢酶的催化活性,能够与过氧化氢反应产生氧气,缓解肿瘤细胞内的缺氧环境。

    18、本申请的一种黏土纳米酶材料的制备方法中采用的原料来源广、丰富,具有成本低的优点,制备方法步骤简单、易操作,有利于规模化生产。



    技术特征:

    1.一种黏土纳米酶材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种黏土纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述黏土为管状埃洛石、片状高岭石、棒状坡缕石中的任意一种。

    3.如权利要求2所述的一种黏土纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述黏土为管状埃洛石,所述黏土和所述锰盐的质量比为10~15:1~3。

    4.如权利要求1所述的一种黏土纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述锰盐为三醋酸锰。

    5.如权利要求1所述的一种黏土纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述锰基纳米黏土前驱体和所述光敏剂的质量比为10~15:3~4。

    6.如权利要求1所述的一种黏土纳米酶材料的制备方法,其特征在于,所述混合溶剂中,乙酸和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1~3:4~5。

    7.一种黏土纳米酶材料,其特征在于,采用权利要求1-6任一项所述的制备方法得到,包括锰基纳米黏土前驱体和原位配位在其上的光敏剂。

    8.如权利要求7所述的一种黏土纳米酶材料,其特征在于,所述锰基纳米黏土前驱体中,金属锰离子的质量百分比含量为0.57%~2.93%。

    9.如权利要求7所述的一种黏土纳米酶材料在作为肿瘤治疗药物中的应用。


    技术总结
    本申请提供了一种黏土纳米酶材料及其制备方法和应用,属于肿瘤治疗纳米酶技术领域,制备方法包括以下步骤:将锰盐溶解在N,N‑二甲基甲酰胺中,形成均匀的锰盐溶液;将黏土分散到N,N‑二甲基甲酰胺中,形成均匀分散的纳米黏土溶液;将锰盐溶液和纳米黏土溶液混合形成混合溶液,避光条件下搅拌混匀,之后固液分离并使用N,N‑二甲基甲酰胺溶剂进行洗涤,得到锰基纳米黏土前驱体;将锰基纳米黏土前驱体均匀分散到N,N‑二甲基甲酰胺/乙酸的混合溶剂中,加入光敏剂,避光条件下搅拌混匀,之后固液分离并使用N,N‑二甲基甲酰胺溶剂进行洗涤,干燥后得到黏土纳米酶材料。本申请的黏土纳米酶材料能够有效杀死和/或抑制肿瘤细胞的生长,且具有良好的生物安全性。

    技术研发人员:杨华明,韦世琪,陈莹
    受保护的技术使用者:中国地质大学(武汉)
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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