CN108017781B - 用于磁共振成像和光动力治疗的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物、制法、用途和制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于磁共振成像和光动力治疗的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物、制法、用途和制品。本发明中的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物是以Boc‑NH‑PEG‑COOH和1，4，7，10‑四氮杂环十二烷‑1，4，7‑三乙酸三叔丁酯为原料进行反应，所得中间体脱Boc基团后与过渡金属化合物络合，所得络合物与富勒烯衍生物反应得到富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物。该富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物弛豫率高，具有高效的磁共振效果以及高准确度的磁共振成像诊断和光动力治疗作用，可用于制备磁共振成像造影剂、抗氧化剂、光动力治疗剂、药物载体，对实现药物靶向运输、活体示踪、药物治疗和预后监测具有重要的临床价值。

Description

用于磁共振成像和光动力治疗的富勒烯多氮杂配体过渡金属 络合物、制法、用途和制品
技术领域
本发明涉及富勒烯材料及其医药用途领域，特别涉及用于磁共振成像和光动力治疗的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物、制法、用途和制品。
背景技术
由于恶性肿瘤具有浸润性、易转移、易复发性，而传统癌症治疗手段难以根治肿瘤并提高患者的生存质量。传统手术治疗对切除的剩余正常组织导致功能性障碍，如果切除不彻底易引起病灶转移，而长期放疗和放疗会对正常组织和细胞造成损伤和新的病变。此外，单一治疗早期病灶可能得不到精确检测，降低治疗效果，同时治疗后对病变部位治疗的检测也不能及时评估治疗效果；单一诊断过程耗时，可能会错过最佳治疗时间，因此将诊断和治疗相结合，设计一种高效、稳定、无毒的多模态诊疗试剂，是肿瘤治疗医学发展的必然趋势，对提高癌症治疗效果有重要的作用。
磁共振成像(MRI)技术是目前临床上常用的无创肿瘤诊断方法，但临床上使用的商用造影剂如Gd-DTPA，Gd-DTPA-MBA等存在成像效率低，没有组织靶向性，注入体内后很快随肾脏代谢排出体外，很难应用于细胞或亚细胞检测，并且大量使用导致肾功能不全者肾源纤维化等问题。因此开发一种高选择性、高效性磁共振成像试剂成为目前的研究热点。光动力疗法与传统癌症治疗手段(如手术、放疗、化疗)相比，具有选择性高、毒性低、副作用低、创伤小等优点，近年来在肿瘤及其它临床治疗领域广泛应用。
提高药物对肿瘤的特异性杀伤力并实时监测疗效，对癌症的早期精确诊断和预防具有重要意义，而种类繁多、易功能化的纳米颗粒的快速发展为癌症诊疗一体化研究提供了契机。富勒烯是一种由碳原子组成的球形纳米材料，表面具有较大的离域共轭结构，结构稳定，无毒无害，同时具有检测、成像、抗癌、抗病毒、抗氧化活性，并能形成脂质体将负载药物或特定基因运输到有效位点，因而成为具有诱人前景的多模态诊疗剂发展平台。富勒烯表面修饰后得到的双亲性结构，易被细胞摄取，并且不易发生光降解和光漂白，因而被用作优良的本体型光敏剂。此外，富勒烯抗氧化性能显著、可以有效降低对生物体的氧化炎症损伤，是一种具有潜在应用价值的抗氧化剂。
综上，设计一种以富勒烯为本体，具有磁共振成像和光动力治疗的多模态诊疗试剂，对临床应用研究具有重大意义。
发明内容
为了解决现有富勒烯材料用于磁共振成像时弛豫率低、磁共振成像效果不佳的问题，本发明提供了一种富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物，同时提供了富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的制备方法、用途和相关制品，具体采用的方案如下。
本发明提供了式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物，其结构式如下：
Figure BDA0001455041190000021
式1中，F代表富勒烯；
M代表过渡金属；
n代表5-200。
所述述富勒烯为空心富勒烯衍生物，优选为丙二酸富勒烯，其结构式为 C2m[C(COOH)2]t，其中m为20-50，t为1-7，进一步优选为C70[C(COOH)2]3；
所述过渡金属为Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、 Ru、Pd、Ag、Cd、镧系元素、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、锕系元素，优选为Gd、La、Cu、Ir、Zn、Co、Mn、Y，进一步优选为Gd。
所述式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物为：
Figure BDA0001455041190000031
本发明还提供了式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将式5的Boc-NH-PEG-COOH与式4的1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸三叔丁酯反应得到式3所示化合物，反应式如下：
Figure BDA0001455041190000032
式3中，n为5-200；
(2)在三氟乙酸作用下，将式3的化合物脱去Boc基团，然后与过渡金属化合物进行络合，得到式2所示化合物，反应式如下：
Figure BDA0001455041190000033
(3)将式2所示化合物与富勒烯衍生物反应，得到式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物，反应式如下：
Figure BDA0001455041190000034
上述步骤(1)中，所述Boc-NH-PEG-COOH与所述DO3A-Boc的摩尔比为(0.5-10)∶1，优选为(1-5)∶1，进一步优选为1.2∶1。
和/或，上述步骤(2)中，式3的化合物与过度金属化合物的摩尔比为1∶(3-20)，优选为1∶(5-12)，进一步优选为1∶9。
和/或，上述步骤(3)中，式2的化合物与富勒烯衍生物的摩尔比为(5-25)∶1，优选为 (10-20)∶1，进一步优选为15∶1。
上述制备方法中，所述过渡金属化合物为ScCl3、TiCl4、VCl3、CrCl3、MnCl2、FeCl3、CoCl2、NiCl2、CuCl2、ZnCl2、YCl3、ZrCl4、TcCl4、IrCl3、HgCl2、CdCl2、MoCl3、Sc(NO3)3、 Ti(NO3)4、V(NO3)3、Cr(NO3)3、Mn(NO3)2、Fe(NO3)3、Co(NO3)2、Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、 Zn(NO3)2、Y(NO3)3、Zr(NO3)4、Tc(NO3)4、Ir(NO3)3、AgNO3、Mo(NO3)3、Pd(NO3)2、Hg(NO3)2、 Pt(NO3)2、Cd(NO3)2、RuN4O10、镧系元素的氯化物和硝酸盐、锕系元素的氯化物和硝酸盐，优选为GdCl3、LaCl3、CuCl2、ZnCl2、CoCl2、MnCl2、YCl3、IrCl3、Gd(NO3)3、La(NO3)3、 Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Co(NO3)2、Mn(NO3)2、Y(NO3)3、Ir(NO3)3，进一步优选为GdCl3。
和/或，上述制备方法中，所述富勒烯衍生物为优选为丙二酸富勒烯，其中m为20-50， t为1-7，其结构式为C2m[C(COOH)2]t，进一步优选为C70[C(COOH)2]3(简称TFC70)。
本发明还提供了一种磁共振成像造影剂，其由式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
本发明还提供了一种抗氧化剂，其由式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
本发明还提供了一种光动力治疗剂，其由式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
本发明还提供了一种药物载体，其由式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
本发明还提供了式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物用于制备磁共振成像造影剂、抗氧化剂、光动力治疗剂、药物载体的用途；可选的，所述抗氧化剂为细胞抗氧化保护剂，所述光动力治疗剂为光动力肿瘤或癌症治疗剂。
式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物进行靶向运输、药物治疗的具体过程包括：式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物通过实体瘤的高渗透性和滞留效应(EPR效应)被动靶向富集于肿瘤部位；通过活体磁共振成像可以观察给药前后，各个脏器成像亮度变化，进来得到式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的活体代谢情况；富集在肿瘤部位的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物或其药物通过光照产生具有生物毒性的单线态氧，该单线态氧可以有效杀死肿瘤细胞，治疗后可通过磁共振成像观察治疗前后肿瘤大小的变化，监测治疗效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物在水溶液中在0.5T的磁场强度下弛豫率达到110mM-1s-1，即使在较高的7T磁场强度，弛豫率仍能达到28.9mM-1s-1，具有高效的磁共振效果，具有高准确度的磁共振成像诊断和光动力治疗作用，对实现药物靶向运输、活体示踪、药物治疗和预后监测具有重要的临床价值。
(2)本发明提供的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的光毒性强，暗毒性低，式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物或其药物在肿瘤部位通过EPR效应富集后，将光照作用于肿瘤部位，在杀死肿瘤细胞的同时，不会对正常组织产生生物毒性，黑暗条件下，式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物可以猝灭自由基，降低氧化损伤，对损伤的体细胞具有修复保护的效果。
(3)本发明提供的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物具有良好的水溶性，可以对病灶进行检测诊断和精确治疗，同时可以监测治疗效果，节省单一诊断和治疗过程时间，为患者提供更加具体的治疗方案和预后修复。
附图说明
图1是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物与式2-1所示化合物、 C70[C(COOH)2]3的红外吸收光谱。
图2是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的粒径分布图。
图3(a)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的透射电镜分层图。
图3(b)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的能量分散光谱图。
图4(a)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液的Gd3+浓度与(1/T1)在0.5T磁场条件下线性分布图。
图4(b)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的生理盐水溶液的 Gd3+浓度与(1/T1)在0.5T磁场条件下线性分布图。
图5(a)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液在0.5T磁场条件下T1磁共振成像图。
图5(b)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的生理盐水溶液在 0.5T磁场条件下T1磁共振成像图。
图6(a)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液的Gd3+浓度与(1/T1)在7T磁场条件下线性分布图。
图6(b)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的生理盐水溶液的 Gd3+浓度与(1/T1)在7T磁场条件下线性分布图。
图7是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液和生理盐水溶液在7T磁场条件下T1磁共振灰度成像图及伪彩图。
图8(a)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物在不同TFC70浓度梯度下的暗毒性。
图8(b)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物在不同TFC70浓度梯度下光照30分钟的光毒性结果。
图9(a)是本发明实施例1合成的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物在不同TFC70浓度梯度下对双氧水损伤的HEK-α细胞的修复实验结果。
图9(b)是本发明实施例1合成的在不同TFC70浓度梯度条件下孵育后的HEK-α细胞对双氧水损伤的保护实验结果。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
当F(富勒烯)为C70[C(COOH)2]3，M为钆(Gd)，n＝122时，式1-1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的制备方法，包括：
(1)将0.12毫摩的Boc-NH-PEG(2000)-COOH(购于上海炎怡生物科技有限公司)、0.15毫摩的2-(7-氧化苯并三氮唑)-N，N，N′，N′-四甲基脲六氟磷酸酯(购于Alfa；作为酰胺化反应催化剂)、0.4毫摩的N，N-二异丙基乙胺(购于伊诺凯；作为缚酸剂)溶于15毫升的 N，N-二甲基甲酰胺溶剂(购于百灵威；作为缚酸剂)中，氩气氛围保护，0℃搅拌30分钟后，再加入0.1毫摩的1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三乙酸三叔丁酯(购于Alfa)，室温搅拌24小时，冰浴条件下，无水乙醚中沉淀，真空干燥，得到式3-1所示化合物，反应式如下：
Figure BDA0001455041190000071
(2)将式3-1所示化合物溶于5毫升的二氯甲烷(购于百灵威)溶剂中，逐滴加入5毫升的三氟乙酸(购于Alfa)，室温搅拌24小时，脱去Boc基团；旋蒸干燥，产物溶于3 ×10毫升二氯甲烷溶液中，旋蒸干燥，除去三氟乙酸；将干燥后的产物溶于30毫升醋酸钠/醋酸缓冲溶液中(pH＝6.0)，加入250毫克的氯化钆固体(购于Alfa)，室温搅拌24小时，进行络合反应，用截留分子量为1000的透析袋进行透析，得到式2-1所示化合物，反应式如下：
Figure BDA0001455041190000072
(3)将0.007毫摩的C70[C(COOH)2]3于10毫升的2-(N-吗啡啉)乙磺酸缓冲溶液(pH＝6.0) 中，加入3倍摩尔量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺(购于百灵威；用作催化剂)，搅拌30分钟后，加入式2-1所示化合物，室温搅拌24小时，用截留分子量为3500透析袋进行透析，得到富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物。
Figure BDA0001455041190000081
所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物与式2-1所示化合物、C70[C(COOH)2]3的红外吸收光谱如图1所示。图1中C70[C(COOH)2]3红外特征峰为3437cm-1，2920cm-1，1626cm-1，1381cm-1，1047cm-1，694cm-1，597cm-1，520cm-1，图1中式3-1所示化合物红外特征峰为3437cm-1，2880cm-1，1643cm-1，1467cm-1，1342cm-1，1275cm-1，1244cm-1，1113cm-1，962cm-1，843cm-1，720cm-1，595cm-1，520cm-1；图1中所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物红外特征峰为3437cm-1，2889cm-1，1643cm-1，1464cm-1，1343cm-1，1283cm-1，1244cm-1，1113cm-1， 962cm-1，843cm-1，694cm-1，532cm-1。由此可知，所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物在694cm-1处表现出富勒烯表面苯环骨架振动特征峰，在1464cm-1处表现出酰胺键中羰基伸缩振动峰，说明C70[C(COOH)2]3与式2-1所示化合物酰胺反应共价结合得到了式1-1富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物。
所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水合粒径分布图如图2所示，水合粒径为119.3±1.41纳米，同时EPR效应要求的粒径范围是100-800nm，因此该粒径处于可以通过EPR效应进入肿瘤血管的粒径范围内。
所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的透射电镜分层图(a)和能量分散光谱图(b)如图3所示，由图3可以看出实施例1得到的式1-1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物为 50纳米左右的类球形颗粒，粒径均匀，因此得到的式1-1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的比表面积大，反应活性大。
实施例2
对实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物进行磁共振性能测试，步骤和结果如下：
(1)配制如下不同浓度的实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液(a) 和如下不同浓度的的实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的生理盐水溶液(b)，置于0.5T磁场强度下，测量T1计算其弛豫率，并且拍摄磁共振成像图。其中，T1为纵向弛豫时间，相同浓度时，T1值越低，弛豫率越高，磁共振成像效果越好。
实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液(a)(Gd元素浓度：0.0132、 0.0264、0.0528、0.1056、0.2112毫摩/升)和生理盐水溶液(b)(Gd元素浓度：0.0132、0.0264、 0.0528、0.1056、0.1584毫摩/升)，分别在不同Gd3+浓度条件下与(1/T1)在0.5T磁场条件下线性分布图如图4所示。
实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液(a)(Gd元素浓度：0.026、 0.053、0.2106毫摩/升)和生理盐水溶液(b)(Gd元素浓度：0.026、0.053、0.2106毫摩/升)在 0.5T磁场条件下T1磁共振成像图如图5所示。
(2)配制如下实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液(a)和实施例1 所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的生理盐水溶液(b)，置于7T磁场强度下，测量T1，计算其弛豫率，并且拍摄磁共振成像图。
实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液(a)(Gd元素浓度：0.0132、 0.0264、0.0528、0.1056、0.2112毫摩/升)和生理盐水溶液(b)(Gd元素浓度：0.0132、0.0264、0.0528、0.1056毫摩/升)，分别在不同Gd3+浓度条件下与(1/T1)在7T磁场条件下线性分布图如图6所示。
实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的水溶液(Gd元素浓度：0.1毫摩/升) 和生理盐水溶液(Gd元素浓度：0.1毫摩/升)、式2化合物的水溶液(Gd元素浓度：0.1毫摩 /升)和生理盐水溶液(Gd元素浓度：0.1毫摩/升)、过渡金属络合物水溶液Gd-DO3A(Gd元素浓度：0.1毫摩/升)在7T磁场条件下T1磁共振灰度成像图及伪彩图如图7所示。
由图4-7可以看出，实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物水溶液在0.5T的磁场强度下弛豫率达到110mM-1s-1，即使在较高的7T磁场强度，弛豫率仍能达到 28.9mM- 1s-1，而过渡金属络合物水溶液Gd-DO3A在0.5T的磁场强度下弛豫率仅为 3.6mM-1s-1。因此，在钆离子浓度的条件下，实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物水溶液具有更高效的磁共振成像效果。
实施例4
对实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物进行暗毒性测试，步骤和结果如下：
(1)复苏A549细胞(中国科学院上海生命研究院细胞资源中心)，待细胞进入对数期，生长稳定时，将细胞密度调整至5×104/毫升，种到96孔板中，37℃，5％CO2，孵育24小时；
(2)待细胞贴壁后，将DMEM溶液(Corning R10-013-CV，购买公司：拜尔迪)换成200微升含有C70[C(COOH)2]3有效浓度分别为0、3.6、10.8、18.0、25.2、36.0微摩/升的实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM溶液，37℃，5％CO2，孵育 24小时；
(3)弃去含有实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM溶液，加入10％CCK-8的无色DMEM溶液，孵育15分钟后，置于酶标仪中测量其细胞活度。
由图8(a)可以看出，实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物中C70[C(COOH)2]3有效浓度为25.2微摩/升时，细胞活度提高，表明其暗毒性很低。
实施例5
对实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物进行光毒性测试，步骤和结果如下：
(1)复苏A549细胞(中国科学院上海生命研究院细胞资源中心)，待细胞进入对数期，生长稳定时，将细胞密度调整至5×104/毫升，种到96孔板中，37℃，5％CO2，孵育 24小时；
(2)待细胞贴壁后，将DMEM溶液(Corning R10-013-CV，购买公司：拜尔迪)换成100微升含有(C70[C(COOH)2]3有效浓度分别为0、3.6、10.8、18.0、25.2、36.0微摩/升的实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM溶液，37℃，5％CO2，孵育3 小时；
(3)弃去含有实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM溶液，加入100微升无色DMEM溶液，白光(30毫瓦/平方厘米)照射30分钟；
(4)弃去无色DMEM溶液，加入200微升DMEM溶液，37℃，5％CO2，孵育24小时后，换成10％CCK-8的无色DMEM溶液，孵育15分钟后，置于酶标仪中测量其细胞活度。
由图8(b)可以看出，实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物中 C70[C(COOH)2]3有效浓度为18.0微摩/升时，白光(30毫瓦/平方厘米)照射30分钟就能表现出较强的细胞毒性。
实施例6
对实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物进行细胞水平抗氧化修复实验，步骤和结果如下：
(1)复苏HEK-α细胞(中国科学院上海生命研究院细胞资源中心)，待细胞进入对数期，生长稳定时，将细胞密度调整至5×104/毫升，种到96孔板中，37℃，5％CO2，孵育 24小时；
(2)待细胞贴壁后，将DMEM溶液(Corning R10-013-CV，购买公司：拜尔迪)换成含有2毫摩/升双氧水的DMEM溶液，37℃，5％CO2，孵育1小时；取出含有双氧水的 DMEM溶液，加入100微升含有C70[C(COOH)2]3有效浓度分别为0、1.8、2.9、3.6、18.0 微摩/升的实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM溶液，黑暗条件下， 37℃，5％CO2，孵育3小时；
(3)弃去含有实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM溶液，加入200微升DMEM溶液，37℃，5％CO2，孵育24小时；
(4)弃去DMEM溶液，换成10％CCK-8的无色DMEM溶液，孵育20分钟后，置于酶标仪中测量其细胞活度。
实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的细胞水平抗氧化修复实验结果如图 9(a)所示，有效浓度为1.8微摩/升时，对双氧水损伤的HEK-α细胞表现出抗氧化修复的效果。
实施例7
对实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物进行细胞水平抗氧化保护实验，步骤和结果如下：
(1)复苏HEK-α细胞(中国科学院上海生命研究院细胞资源中心)，待细胞进入对数期，生长稳定时，将细胞密度调整至5×104/毫升，种到96孔板中，37℃，5％CO2，孵育 24小时；
(2)待细胞贴壁后，将DMEM溶液(Corning R10-013-CV，购买公司：拜尔迪)换成100微升含有C70[C(COOH)2]3有效浓度分别为0、1.8、2.9、3.6、18.0微摩/升的实施例 1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM溶液，黑暗条件下，37℃，5％CO2，孵育3小时；取出含有不同浓度实施例1所得富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的DMEM 溶液，加入含有2毫摩/升双氧水的DMEM溶液，37℃，5％CO2，孵育1小时；
(3)弃去含有双氧水的DMEM溶液，加入200微升DMEM溶液，37℃，5％CO2，孵育24小时；
(4)弃去DMEM溶液，加入10％CCK-8的无色DMEM溶液，孵育20分钟后，置于酶标仪中测量其细胞活度。
功能性富勒烯纳米材料A1细胞水平抗氧化修复实验结果如图9(b)所示，TFC70有效浓度为1.8微摩/升时，经过孵育后的HEK-α细胞对双氧水损伤表现出抗氧化保护的效果。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (17)

1.式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物，其结构式如下：
Figure FDA0002547470480000011
式1中，F代表富勒烯，所述富勒烯为空心富勒烯衍生物，所述空心富勒烯衍生物为丙二酸富勒烯，其结构式为C2m[C(COOH)2]t，其中m为20-50，t为1-7；
M代表过渡金属，所述过渡金属为Gd、La、Cu、Ir、Zn、Co、Mn、Y中的一种；
n代表5-200。
2.根据权利要求1所述的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物，其特征在于：所述丙二酸富勒烯的结构式为C70[C(COOH)2]3；所述过渡金属为Gd；所述式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物为：
Figure FDA0002547470480000012
3.式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将式5的Boc-NH-PEG-COOH与式4的1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯反应得到式3所示化合物，反应式如下：
Figure FDA0002547470480000021
式3中，n为5-200；
(2)在三氟乙酸作用下，将式3的化合物脱去Boc基团，然后与过渡金属化合物进行络合，得到式2所示化合物，反应式如下：
Figure FDA0002547470480000022
Figure FDA0002547470480000031
(3)将式2所示化合物与富勒烯衍生物反应，得到式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物，反应式如下：
Figure FDA0002547470480000032
其中，所述过渡金属化合物为GdCl3、LaCl3、CuCl2、ZnCl2、CoCl2、MnCl2、YCl3、IrCl3、Gd(NO3)3、La(NO3)3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Co(NO3)2、Mn(NO3)2、Y(NO3)3、Ir(NO3)3；
式1中，F代表富勒烯衍生物，所述富勒烯衍生物为丙二酸富勒烯，其结构式为C2m[C(COOH)2]t，其中m为20-50，t为1-7。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述Boc-NH-PEG-COOH与1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯的摩尔比为(0.5-10):1；
和/或，步骤(2)中，式3的化合物与过渡金属化合物的摩尔比为1:(3-20)；
和/或，步骤(3)中，式2的化合物与富勒烯衍生物的摩尔比为(5-25):1。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述Boc-NH-PEG-COOH与1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯的摩尔比为(1-5):1。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述Boc-NH-PEG-COOH与1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸三叔丁酯的摩尔比为1.2:1。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：式3的化合物与过渡金属化合物的摩尔比为1:(5-12)。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：式3的化合物与过渡金属化合物的摩尔比为1:9。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：式2的化合物与富勒烯衍生物的摩尔比为(10-20):1。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：式2的化合物与富勒烯衍生物的摩尔比为15:1。
11.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述过渡金属化合物为GdCl3；
和/或，所述富勒烯衍生物为C70[C(COOH)2]3。
12.一种磁共振成像造影剂，其由权利要求1所述的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
13.一种抗氧化剂，其由权利要求1所述的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
14.一种光动力治疗剂，其由权利要求1所述的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
15.一种药物载体，其由权利要求1所述的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物制得。
16.权利要求1所述的式1的富勒烯多氮杂配体过渡金属络合物用于制备磁共振成像造影剂、抗氧化剂、光动力治疗剂、药物载体的用途。
17.根据权利要求16所述的用途，所述抗氧化剂为细胞抗氧化保护剂，所述光动力治疗剂为光动力肿瘤或癌症治疗剂。
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