CN108079294B - 一种二茂铁-镧系金属复合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提供了一种新的二茂铁与镧系金属复合物的构建思路及其合成方法,成本低,反应条件温和,工艺操作方便的特点。同时,本发明提供了所述复合物新的应用,通过具有潜在生物活性的二茂铁衍生物,与具备荧光信号示踪的镧系金属离子自组装,在光诱导下,产生抗癌活性,同时得到荧光信号。经此,形成光控诊疗一体化应用。本发明对于集可光控抗肿瘤及监控一体化新型智能药物的发展具有重要参考价值。

Description

一种二茂铁-镧系金属复合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种金属有机化合物自组装复合物的合成和应用,具体涉及一种二茂铁-镧系金属复合物及其制备方法和应用。
背景技术
癌症被预测为21世纪人类的“第一杀手”,故癌症控制已成为全球性的卫生战略重点。我国已成为世界第一癌症大国,癌症不仅严重威胁着我国人民的生命与健康,而且给家庭、社会、国家造成了沉重的负担。传统的细胞毒性药物中,顺铂化合物及其衍生物因其广谱性、高毒性等对患者产生极大的危害,因此,寻求低毒高效可控释放及示踪的抗癌药物成为新的着力点。
相较于传统的可控响应材料常用的pH,化学物质、电、温度等控制手段,光,因其清洁、非侵入性且在时间及空间维度可控性被认为是理想的控制源。通过光引发键断裂释放、离去有效基团在药物运输、诊疗一体化应用中具有重要意义。为此,结合二茂铁衍生物的抗癌活性和镧系元素在生物显像领域的广泛应用,本文选取不同生色团的二茂铁衍生物,与镧系金属离子形成自组装复合物,实现光控下的治疗、显像示踪。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二茂铁-镧系金属复合物,所述复合物不仅能够在可控的状态下进行光诱导激活药效,引起癌细胞的凋亡,而且可以在治疗过程中具备可视化监控药物、细胞状态及效果治疗,具有重要应用前景。
本发明的另一目的还在于提供上述复合物的制备方法。
本发明的另一目的还在于提供上述复合物在光控诊疗一体化中的应用。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
本发明所述的一种二茂铁-镧系金属复合物,以生色团如联苯或蒽或香豆素或荧光素或罗丹明作为光吸收基团,叔胺为结合位点,与镧系金属离子自组装形成复合物,通过光诱导实现光控诊疗一体化,所述复合物其结构式通式如下:
[Ln(A)a(Y)bHL]
复合物
其中:L=
Figure GDA0002566418760000021
Fc=
Figure GDA0002566418760000022
A=CH3(CH2)mCOO-或-OOC(CH2)mCOO-
R=
Figure GDA0002566418760000023
a=1或2或3;b=3或2或1;n≥1;m≥1;Ln=Eu3+或Yb3+;Y=ClO4 -或NO3 -;H=H+
本发明所述的复合物的合成式如下图所示:
Figure GDA0002566418760000024
其中:L=
Figure GDA0002566418760000025
Fc=
Figure GDA0002566418760000026
A=CH3(CH2)mCOO--OOC(CH2)mCOO-
R=
Figure GDA0002566418760000027
a=1或2或3;b=3或2或1;n≥1;m≥1;Ln=Eu3+或Yb3+;Y=ClO4 -或NO3 -;H=H+
进一步地,本发明还提供上述二茂铁-镧系金属复合物的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)氮气保护下,在反应容器中加入无水乙醇、二茂铁硒醚,冰浴下加入硼氢化钠,充分搅拌后,再向反应器中加入二溴乙基芳香甲基胺化合物,控制反应温度5~30℃,反应5~48h,得目标配体产物,其中反应原料的无水乙醇、二茂铁硒醚、硼氢化钠、二溴化物的摩尔比为10∶1∶3~5∶1;
(2)称取NaClO4或NaNO3、Ln(A)3溶于乙醇中,充分搅拌后,加入二茂铁衍生物,调节pH至6,常温反应12h,析出沉淀分别用水及乙醇洗涤三次,制得二茂铁-镧系金属复合物,其中反应原料NaClO4(或NaNO3):Ln(A)3﹕二茂铁衍生物的摩尔比为1:2~4:1。
进一步地,上述的二茂铁衍生物的制备方法,步骤(1)中所述的二溴化物为N,N-双(2-溴乙基)联苯甲胺、N,N-双(2-溴乙基)香豆素甲胺、N,N-双(2-溴乙基)蒽甲胺,N,N-双(2-溴乙基)罗丹明甲胺或N,N-双(2-溴乙基)荧光素甲胺。
进一步地,上述的二茂铁-镧系金属复合物在光控诊疗一体化的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:提供了一种新的二茂铁衍生物与镧系金属复合物的构建思路及其合成方法,所述合成方法成本低,反应条件温和,工艺操作方便的特点。同时,本发明提供了所述复合物新的应用,通过具有潜在生物活性的二茂铁单元合理组装,与具有荧光示踪信号的镧系金属离子采用弱作用力结合的方式,在光的诱导下,释放出具有抗癌活性的二茂铁鎓化合物,同时得到二价镧系金属离子,形成光控诊疗一体化应用。本发明对于集可光控抗肿瘤及监控一体化新型智能药物的发展具有重要参考价值。
附图说明
图1光照前后不同剂量二茂铁-镧系金属复合物对HepG2细胞的毒性图;
图2光照前后荧光共聚焦图,其中图2(a)、图2(d)、图2(g)为明场,图2(b)、图2(e)、图2(h)为荧光,图2(d)、图2(f)、图2(i)为叠加共聚焦图,图2(a)、图2(b)、图2(c)为光照前,图2(d)、图2(e)、图2(f)为光照5min后,图2(g)、图2(h)、图2(i)为光照后继续孵化。
具体实施方式
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明进行进一步的阐明。
实施案例1
目标化合物的合成:以二茂铁硒醚为合成原料,氮气保护下、冰浴,与硼氢化钠反应0.5h,室温两小时,加入充分搅拌后,再向反应器中加入N,N-双(2-溴乙基)香豆素甲胺化合物,控制反应温度5~30℃,反应5~48h,得目标配体产物,其中反应原料的摩尔比二茂铁硒醚﹕硼氢化钠﹕二溴化物为1:3:1。旋干反应液。二氯甲烷水萃取,取下层澄清黄色溶液,无水硫酸镁干燥,向所得溶液中加入少许硅胶,旋干。层析柱分离,冲洗剂正己烷:乙酸乙酯=3:1.所得淡黄色中间产物。称取NaClO4和Eu(CH3CH2COO)3溶于乙醇中,充分搅拌后,加入二茂铁衍生物,采用丙酸调节pH至6,常温反应12h,析出沉淀用水及乙醇洗涤三次,得目标产物,其中反应原料的摩尔比NaClO4﹕Eu(CH3CH2COO)3﹕二茂铁衍生物为2﹕1﹕1。采用DMSO助溶,配置成200μM/L的储存液长期保存。
光照治疗生物实验:
步骤(一):细胞株:HepG2细胞,培养条件为,10%胎牛血清,RPMI1640培养基,1%抗生素,置于37℃,5%CO2培养箱。常规培养,细胞达到饱和状态时,0.25%胰酶消化传代。
步骤(二):光控诊疗:取不同浓度(1.5,15,30,50,75和100μM)的二茂铁-镧系金属复合物的DMSO溶液药品加入上述细胞的石英皿内,利用荧光共聚焦显微镜记录细胞形态及荧光状态,室温下,经光照5min后细胞继续孵化24h。此时再次记录细胞形态及荧光状态,同时检测其活性。
步骤(三):细胞活性检测:取对数生长期细胞,0.25%胰酶消化,1000rpm离心5min,弃上清配制成单细胞悬液;在96孔板中各孔加入细胞混悬液,每空加入100μL,使得每孔中加入的细胞数为3000个,然后将96孔板放入到培养箱里继续培养12h,等到96孔板中的细胞全部贴壁以后,将上清液弃去;后将步骤(2)中制备的不同浓度的二茂铁-镧系金属复合物的DMSO溶液加入进去,每孔加100μL,每个浓度重复3个孔。再在空白对照孔中加入100uL的培养液,但是不加细胞,重复3个孔。然后将处理好的96孔板放入到培养箱中,继续常规培养72h,然后每孔加入CCK-8(日本同仁)试剂10μL,继续放入CO2培养箱培养2h。最后将96孔板放入到调试好的酶标仪中,波长为450nm,在此波长处测定各个孔的吸光度值。
细胞的相对增殖活力=(处理组的吸光度值-空白组的吸光度值)/(对照组吸光度值-空白组吸光度值)×100%。
结果显示,本实施案例目标复合物对HepG2细胞具有较强的光控抗增殖抑制作用,如图1,且具备同步监控治疗效果功能(光照前无药效时蓝色荧光,光照后激活药效,荧光颜色呈绿色,细胞形态发生巨大变化,显现出凋亡的态势)如附图2。
实施案例2
目标化合物的合成:类似于案例1,将二溴物原料改为N,N-双(2-溴乙基)罗丹明甲胺化合物,控制反应温度5~30℃,反应5~48h,得中间配体产物后与NaClO4和Eu(CH3CH2COO)3继续常温反应12~24h,沉淀析出,分别用水及乙醇洗涤三次,得目标产物,其中反应原料的摩尔比NaClO4﹕Eu(CH3CH2COO)3﹕二茂铁衍生物为2:1:1。
光照治疗生物实验:
细胞株:同案例1
光控诊疗:取上述不同浓度(1.5,15,30,50,75和100μM)的复合物药品置于石英皿内,利用荧光共聚焦显微镜记录细胞形态及荧光状态,室温下,经光照5min后细胞继续孵化24h。此时再次记录细胞形态及荧光状态,同时检测其活性。
结果显示,本实施案例目标复合物对HepG2细胞同样具有较强的光控抗增殖抑制作用,且具备同步监控治疗效果功能。
上述实施案例仅仅是较佳的实施例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应作为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种二茂铁-镧系金属复合物,其特征在于,所述复合物是以联苯或蒽或香豆素或荧光素或罗丹明作为光吸收基团、叔胺为结合位点的二茂铁衍生物,通过弱作用桥联与镧系金属离子自组装形成复合物,所述复合物,其结构式如下:
[Ln(A)a(Y)bHL]
复合物
其中:
Figure FDA0002566418750000011
A=CH3(CH2)mCOO--OOC(CH2)mCOO-
Figure FDA0002566418750000012
a=1或2或3;b=3或2或1;n≥1;m≥1;Ln=Eu3+或yb3+;Y=ClO4 -或NO3 -;H=H+
2.如权利要求1所述的二茂铁-镧系金属复合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)氮气保护下,在反应容器中加入无水乙醇,二茂铁硒醚,硼氢化钠,充分搅拌后,再向反应器中加入二溴乙基芳香甲基胺化合物,控制反应温度5~30℃,反应5~48h,得目标二茂铁衍生物,其中反应原料无水乙醇、二茂铁硒醚、硼氢化钠、二溴化物的摩尔比为10∶1∶3~5∶1;
(2)称取NaClO4或NaNO3,和Ln(A)3溶于乙醇中,充分搅拌后,加入二茂铁衍生物,调节pH至6,常温反应12h,析出沉淀分别用水及乙醇分别洗涤三次,制得二茂铁-镧系金属复合物,其中反应原料NaClO4或NaNO3∶Ln(A)3∶二茂铁衍生物的摩尔比为1∶2~4∶1。
3.如权利要求2所述的二茂铁-镧系金属复合物的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中所述的二溴化物为N,N-双(2-溴乙基)联苯甲胺、N,N-双(2-溴乙基)香豆素甲胺、N,N-双(2-溴乙基)蒽甲胺,N,N-双(2-溴乙基)罗丹明甲胺或N,N-双(2-溴乙基)荧光素甲胺。
4.权利要求1所述二茂铁-镧系金属复合物在制备光引发可控诊疗一体化药物的应用。
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