CN109908348A - 一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的zif-90纳米粒子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的ZIF‑90纳米粒子的方法。首先将Zn(NO3)2叔丁醇溶液加入到聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、亚甲基蓝(MB)与2‑咪唑甲醛(ICA)的混合水溶液中，室温搅拌反应，得到表面修饰PVP且负载MB的ZIF‑90纳米粒子。本发明制备方法简单，生产效率高，一步法合成了表面修饰PVP且负载MB的ZIF‑90纳米粒子，PVP提高了粒子在水中的分散性和生物相容性，ZIF‑90对MB具有保护作用，阻止环境中的还原性物质还原MB而失去光动力活性，且MB负载于ZIF‑90中仍然具有光动力活性，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝(MB)的 ZIF-90纳米粒子的方法，ZIF-90纳米粒子负载MB，同时实现对MB 的保护并保持其光动力活性。
背景技术
光动力治疗(Photodynamic therapy,PDT)是一种具有高度选择性的癌症治疗方法，基于光敏剂(Photosensitizers,PSs)在光照下激发氧气产生具有细胞毒性的活性氧(ROS)，从而实现癌症治疗。
MB是一种水溶性光敏剂，在人体治疗窗口(600-900nm)有较高的单线态氧产率及低毒性，已成为非常有应用价值的光敏剂。然而在生物体内环境下，亚甲基蓝很容易被心肌黄酶还原为白色亚甲基蓝(LMB)，失去光动力活性。因此利用载体负载亚甲基蓝，保护MB。将MB负载到纳米粒子，如二氧化硅纳米粒子、聚合物纳米粒子以及蛋白质纳米笼等已经被证明可以保护MB的活性，且具有光动力治疗效果。
ZIF-90是一种由Zn2+和2-咪唑甲醛通过配位作用自组装形成的，具有多孔结构的沸石咪唑酯骨架结构材料，不仅具有金属有机框架的多孔性、高比表面积、孔径可调控性，还具有较好的化学和热稳定性。纳米尺度的ZIF-90粒子在催化、传感和药物传递等领域都有着广泛的应用。ZIF-90表面的醛基可对粒子进一步改性和功能化，高孔隙率有利于单线态氧的扩散，良好的生物相容性，可用于负载光敏剂 MB，保护其不被还原。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的ZIF-90纳米粒子的方法。利用ZIF-90纳米粒子负载MB，同时实现对MB的保护并保持其光动力活性，方法只需一步即可合成，简单高效。
本发明的制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的ZIF-90纳米粒子的方法，包括以下步骤：
配置2-咪唑甲醛(ICA)和亚甲基蓝(MB)的混合水溶液，加入三乙胺、PVP和PEG，搅拌均匀获得混合溶液，配置Zn(NO3)2·6H2O的叔丁醇溶液，加入上述混合溶液中，搅拌，得到蓝色MB@ZIF-90/PVP 纳米粒子，用甲醇离心洗涤多次。
上述技术方案中，优选的，所述的ICA与Zn(NO3)2·6H2O的摩尔比为4:1。
优选的，所述的ICA与三乙胺的摩尔比为2:1。
优选的，所述的混合溶液中PVP与H2O的重量比为0.2w％-2w％。
本发明的原理是，将MB负载于ZIF-90纳米粒子内部，ZIF-90 是一种多孔材料，其孔径小于生物环境中具有还原性的心肌黄酶，从而抑制了粒子内部的MB被还原。ZIF-90纳米粒子的高孔隙率，有利于活性氧的扩散，因此保持了MB的光动力活性。
本发明的有益结果在于：
本发明工艺过程简单，制备速度快，可控性和重复性好，适于快速大量制备；可以一步同时实现对ZIF-90纳米粒子的表面修饰和MB 的负载，得到的粒子具有良好的水分散性和生物相容性；ZIF-90纳米粒子保护MB不被还原且具有光动力活性。
附图说明
图1负载MB的ZIF-90纳米粒子(MB@ZIF-90/PVP)的扫描电镜照片。
图2MB@ZIF-90/PVP纳米粒子的XRD谱图，说明粒子是ZIF-90。
图3ZIF-90/PVP、ZIF-90和PVP的红外谱图，说明粒子表面有PVP。
图4MB、ZIF-90/PVP和MB@ZIF-90/PVP的紫外吸收谱图，说明 MB@ZIF-90/PVP纳米粒子中负载了MB。
图5自由MB和MB@ZIF-90/PVP纳米粒子中MB随时间变化被还原酶还原情况。
图6不同浓度MB@ZIF-90/PVP纳米粒子在不同光剂量作用与 Hela细胞共培养条件下，Hela细胞的存活率。
图7Hela细胞与MB@ZIF-90/PVP纳米粒子共培养，在25J/cm2光剂量作用下产生的ROS与DCFH-DA作用产生荧光的荧光照片。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明，但这些实例并不用来限制本发明。
实施案例1
24mg ICA、5mg MB与1mL水加热(70℃)至溶液变澄清，降至室温后，加入17μL三乙胺，搅拌均匀后，加入22mg PVP和5mg 的双端氨基PEG，搅拌均匀后，加入600μL 0.1M Zn(NO3)2的叔丁醇溶液，1500rpm下搅拌20min后，得到蓝色MB@ZIF-90/PVP纳米粒子，用甲醇离心洗涤多次，扫描电镜照片见图1。
经过XRD测试、红外测试、以及紫外吸收测试，测试结果如图 2-4所示，可以看出，本例通过一步反应成功合成了ZIF-90纳米粒子，且ZIF-90纳米粒子的表面修饰有PVP，在ZIF-90纳米粒子中负载有MB。
实施案例2
将0.45μMβ-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和0.05mg二氢硫辛酰胺脱氢酶分别加入含有1μg MB当量的自由MB溶液和实施例1制得的 MB@ZIF-90/PVP纳米粒子悬液中，ZIF-90对MB的保护效果见图5。
实施案例3
将不同浓度的MB@ZIF-90/PVP纳米粒子(实施例1制备)与Hela 细胞共培养，在不同光剂量作用下Hela细胞的存活率见图6。
实施案例4
利用DCFH-DA细胞活性氧试剂盒测试MB@ZIF-90/PVP纳米粒子(实施例1制备)在671nm激光照射下细胞内产生了活性氧，活性氧产生效果见图7。
本发明制备方法简单，生产效率高，一步法合成了表面修饰PVP 且负载MB的ZIF-90纳米粒子，PVP提高了粒子在水中的分散性和生物相容性，ZIF-90对MB具有保护作用，阻止环境中的还原性物质还原MB而失去光动力活性，且MB负载于ZIF-90中仍然具有很好的光动力活性，具有良好的应用前景。
Claims (4)
1.一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的ZIF-90纳米粒子的方法，包括以下步骤：
配置2-咪唑甲醛(ICA)和亚甲基蓝(MB)的混合水溶液，加入三乙胺、PVP和PEG，搅拌均匀获得混合溶液，配置Zn(NO3)2·6H2O的叔丁醇溶液，加入上述混合溶液中，搅拌，得到蓝色MB@ZIF-90/PVP纳米粒子，用甲醇离心洗涤多次。
2.根据权利要求1所述的一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的ZIF-90纳米粒子的方法，其特征在于，所述的ICA与Zn(NO3)2·6H2O的摩尔比为4:1。
3.根据权利要求1所述的一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的ZIF-90纳米粒子的方法，其特征在于，所述的ICA与三乙胺的摩尔比为2:1。
4.根据权利要求1所述的一种制备具有光动力活性的负载亚甲基蓝的ZIF-90纳米粒子的方法，其特征在于，所述的混合溶液中PVP与H2O的重量比为0.2w％-2w％。
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