CN112940278B - 一种声敏产活性氧的金属卟啉配位聚合物及其制备和应用 - Google Patents

一种声敏产活性氧的金属卟啉配位聚合物及其制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种金属卟啉配位聚合物及其制备和应用，属于高分子材料和化学催化剂领域。本发明提供一种金属卟啉配位聚合物，所述金属卟啉配位聚合物是以卟啉和第二配体为配位体，以金属为连接位点，通过自组装反应形成的聚合物纳米球；所述第二配体为能够与卟啉共同参与配位反应的单体。本发明选择以卟啉和其他第二配体为共同配位体，金属为连接位点，通过配位驱动的自组装反应形成了一种新型金属卟啉配合物。所得聚合物能够用作催化剂、抗肿瘤药物等，当用作肿瘤药物时，其具有高效单原子催化位点和三模式协同治疗肿瘤的效果，肿瘤细胞凋亡率达到91.65％，抑瘤率可达到90％以上，为三模式协同治疗肿瘤的配位聚合物仿生催化剂开拓了道路。

Description

一种声敏产活性氧的金属卟啉配位聚合物及其制备和应用
技术领域
本发明涉及一种声敏产活性氧的金属卟啉配位聚合物及其制备和应用，属于分子材料和化学催化剂技术领域。
背景技术
在多种肿瘤疾病中，恶性黑色素瘤(MM)严重威胁人类健康，给临床癌症治疗带来很大困难。虽然一些传统的治疗方法如手术、放疗和化疗在临床上已经被用于治疗恶性黑色素瘤，但这些方法在抑制肿瘤生长方面的治疗效果有限，导致患者存活率低。并且由于肿瘤的多样性、复杂性和异质性，单药物治疗对MM肿瘤的疗效有限。因此，迫切需要更多的创新方法来克服这一临床肿瘤问题，寻求多模式的综合治疗方法是实现显著抗肿瘤效果的迫切需要。
基于此出现了例如基因治疗、光热治疗、光动力治疗(PDT)、声动力治疗(SDT)和免疫治疗。光动力疗法(PDT)已被选择作为一种治疗广泛浅表和局限性肿瘤的临床方法。它利用激发光、光敏剂和局部分子氧(O2)产生高活性氧(ROS)，如羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O2)。由于对光照射定位的时间和空间管理，可以在肿瘤组织而不是正常组织中精确产生ROS，从而最大限度地减少副作用。与使用光敏剂和光不同，声动力疗法(SDT)使用超声波(US)通过激活声敏剂来触发ROS的产生。其独特的深度组织穿透量和较小的副作用使其成为一种很有前途的非侵入性癌症治疗方法。为了实现PDT和SDT，光/声敏剂是必不可少的。卟啉及其衍生物是目前研究最多的有机光/声敏剂，而肿瘤微环境(TME)的特点是H2O2升高。因此，如何充分利用过氧化氢在TME中的过表达，在肿瘤治疗过程中也至关重要。
化疗动力疗法(Chemodynamic therapy,CDT)是另一种基于ROS的治疗方式，它巧妙地利用了TME的酸性和过氧化氢过表达这两种特点，在没有外界刺激的情况下，通过催化H2O2原位生成高活性的羟基自由基(·OH)，如Fenton或类Fenton反应，且避免了对健康组织的渗透问题和副作用。贵金属钯纳米材料在CDT过程中起着至关重要的作用。然而，如何将贵金属钯纳米材料催化剂与声/光敏剂结合，以达到CDT、SDT、PDT的抗肿瘤效果尚未见报道。
因此，设计一种新型的纳米催化剂，通过三模式协同治疗提高抗癌效果已迫在眉睫。近年来，具有原子分散金属活性位点的单原子催化剂(SACs)以其最大的金属原子利用率、高选择性和高活性在催化领域取得了突破。正如前面提到的，在TME中激活局部催化Fenton反应既能同时获得较高的抗肿瘤效率，又具有良好的特异性和生物安全性，这主要依赖于生物医学模拟酶的高性能。因此，构建单原子催化剂是一种有效的提高催化反应的方法。例如，Yan和她的团队报道了一种用于伤口治疗的锌基单原子纳米催化剂(A Single-Atom Nanozyme for Wound Disinfection Applications[J].Angewandte Chemie,2019,131(15).)。Chen等人设计了单原子Fe纳米催化剂(SAF NCs)来实现抗肿瘤的效率(Huo M,Wang L,Wang Y,et al.Nanocatalytic Tumor Therapy by Single-Atom Catalysts[J].ACS Nano,2019.)。Wang和他的团队通过将钌锚定在金属有机框架(MOF)中，设计了OxgeMCC-r单原子纳米催化剂(Wang D,Wu H,Phua S Z F,et al.Self-assembled single-atom nanozyme for enhanced photodynamic therapy treatment of tumor[J].NatureCommunications,2020,11(1):357.)。然而，这些单原子纳米催化剂要么来自MOF衍生的碳材料，要么使用MOF作为支撑材料。
而MOF的构建是很复杂的，且需要大量的有害溶剂。因此，如何用绿色、简便的方法构建单原子纳米催化剂是一个值得探索的问题。配位聚合物纳米试剂由金属连接位点和有机配体组成的新型自组装杂化纳米材料，近年来引起了广泛的研究兴趣。纳米级配位聚合物纳米颗粒本质上是可生物降解的，结构和组成可调，这允许组合多种治疗药物或模式。例如，Liu课题组设计了用于多功能纳米治疗的协调驱动自组装金属有机纳米结构(Chu C,Ren E,Zhang Y,et al.Zinc(II)-dipicolylamine Coordination Nanotheranostics:Toward Synergistic Nanomedicine by Combined Photo/gene Therapy[J].AngewandteChemie International Edition,2018.)。Ren课题组设计了一种用于级联癌症治疗的金属-多酚协同纳米药物(Ren Z,Sun S,Sun R,et al.AMetal-Polyphenol-CoordinatedNanomedicine for Synergistic Cascade Cancer Chemotherapy and ChemodynamicTherapy[J].Advanced Materials,2020,32(6):1906024.1-1906024.10.)。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供一种金属卟啉配位聚合物，所述配位聚合物是以卟啉(如5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉(Por))和第二配体(如含吡啶氮的物质)作为共同配位体，Pd等金属为金属连接位点，设计了一种新型结构的金属卟啉配位聚合物(如Pd-Pta/Por)。所得如Pd-Pta/Por单原子配位聚合物中，卟啉为光/声敏剂，能够同时实现SDT和PDT，单原子Pd通过类芬顿反应实现CDT；此外，Pd-Pta/Por生物催化剂通过类芬顿反应产生大量的·OH，同时由于卟啉作为声/光敏剂，在US和可见光照射下可获得较高产量的1O2。因此所得聚合物Pd-Pta/Por具有高效单原子催化位点和三模式协同治疗肿瘤的效果。
本发明的技术方案：
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种金属卟啉配位聚合物，所述金属卟啉配位聚合物是以卟啉和第二配体为配位体，以金属为连接位点，通过配位驱动的自组装反应形成聚合物纳米球；其中，所述第二配体为能够与卟啉共同参与配位反应的单体。
进一步，所述卟啉为端基带有吡啶N的卟啉，更进一步，所述卟啉为5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉。
进一步，所述第二配体为含吡啶氮的物质；更进一步，所述第二配体为三(4-吡啶基)胺或4,4-联吡啶。
进一步，所述金属为Pd、Ru或Au。
进一步，所述金属卟啉配位聚合物的粒径在60～80nm。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述金属卟啉配位聚合物的制备方法，所述制备方法为：以卟啉和第二配体为配位体，金属为连接位点，通过配位驱动的自组装反应制备形成所述金属卟啉配位聚合物；其中，所述第二配体为能够与卟啉共同参与配位反应的单体。
进一步，所述制备方法为：将卟啉、第二配体和稳定调节剂溶解，然后加入金属盐进行自组装反应。
更进一步，所述制备方法为：先将第二配体和卟啉溶解于酸中，搅拌混匀得溶液A；再将金属盐溶解在去离子水中得溶液B；然后将溶液A缓慢倒入溶液B中，搅拌30～50min后加入稳定调节剂，于25～30℃搅拌3.5～4.5h；最后经离心、烘干得所述金属卟啉配位聚合物。
进一步，所述稳定调节剂为聚乙烯吡咯烷酮。
进一步，所述金属盐包括：四氯钯酸钠、氯化钌三水化合物或四氯金酸三水合物。
进一步，所述酸为盐酸，盐酸的浓度为0.01M。
优选的，当所述卟啉为5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉，所述第二配体为三(4-吡啶基)胺，所述金属盐为四氯钯酸钠时，各原料的比例为：第二配体与卟啉的摩尔比为(胺/卟啉)1：5～20：1，优选为1：2～10：1，更优选为10：1；四氯钯酸钠与两种配体(卟啉和第二配体)的总量的摩尔比为2：1。
进一步，所述离心采用去离子水离心洗涤至少三次，离心转速为8000～11000rpm(优选为10000rpm)，每次离心时间为8～15min(优选为10min)。
进一步，所述烘干指在40～60℃(优选为60℃)干燥至少24h。
本发明要解决的第三个技术问题是指出上述金属卟啉配位聚合物用于医药、成像、催化或传感领域。
进一步，所述金属卟啉配位聚合物用作抗肿瘤催化剂或抗菌抗炎药物。
本发明要解决的第四个技术问题是提供一种用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物，所述聚合物是以5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉(Por)和含吡啶氮的物质为配位体，金属为连结点，通过配位驱动的自组装反应所形成的聚合物纳米球。
进一步，所述用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物的结构式如式I所示：
Figure GDA0003030400020000041
式I中，R＝Pd2+、Ru3+或Au3+。
本发明要解决的第五个技术问题是提供上述用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物的制备方法，所述制备方法为：以5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉(Por)和含吡啶氮的物质为配位体，金属为连接位点，在水相中进行自组装反应形成了所述单原子基聚合物。
进一步，所述制备方法为：将5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉、含吡啶氮的物质和稳定调节剂溶解，然后加入金属盐进行自组装反应。
更进一步，所述制备方法为：先将含吡啶氮的物质和5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉溶解于酸中，搅拌混匀得溶液A；再将金属盐溶解在去离子水中得溶液B；然后将溶液A缓慢倒入溶液B中，搅拌30～50min后加入稳定调节剂，于25～30℃搅拌3.5～4.5h；最后经离心、烘干得所述金属卟啉配位聚合物。
进一步，所述稳定调节剂为聚乙烯吡咯烷酮。
进一步，所述金属盐包括：四氯钯酸钠、氯化钌三水化合物或四氯金酸三水合物。
进一步，所述酸为盐酸，盐酸的浓度为0.01M。
本发明要解决的第六个技术问题是提供一种缩小卟啉金属配位聚合物微观尺寸和降低其结晶性的方法，所述方法为：在卟啉金属配位聚合物的制备过程中，引入能够共同参与配位反应的第二配体，使得金属配位点与卟啉和第二配体共同进行配位反应，从而破坏了配位结构的规整性，降低了配位聚合物的结晶性，缩小了配位聚合物的尺寸。
进一步，所述卟啉为端基带有吡啶N的卟啉，更进一步，所述卟啉为5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉。
进一步，所述第二配体为含吡啶氮的物质，包括：三(4-吡啶基)胺或4,4-联吡啶。
进一步，所述金属为Pd、Ru或Au。
本发明的有益效果：
本发明选择以卟啉和其他第二配体(能够与卟啉共同参与配位反应的单体)为共同配位体，金属为连接位点，通过配位驱动的自组装反应形成了一种新型结构的金属卟啉配位聚合物。所得金属卟啉配位聚合物可用于医药、成像、催化或传感领域。
当选择5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉(Por)，选择三(4-吡啶基)胺(Pta)为第二配体，Pd为金属连结点时，所得Pd-Pta/Por单原子配位聚合物中，由于卟啉为光/声敏剂，能够同时实现SDT和PDT，单原子Pd通过类芬顿反应实现CDT；此外，Pd-Pta/Por生物催化剂通过类芬顿反应产生大量的·OH，同时由于卟啉作为声/光敏剂，在US和可见光照射下可获得较高产量的1O2；因此所得聚合物Pd-Pta/Por具有高效单原子催化位点和三模式协同治疗肿瘤的效果，由体外杀伤肿瘤细胞及体内抑制肿瘤生长方面的结果可知，当Pd-Pta/Por剂量达到200μg/mL，肿瘤细胞凋亡率达到91.65％；当以10mg/mL瘤内注射时，抑瘤率可达到90％以上；即本发明为三模式协同治疗肿瘤的配位聚合物仿生催化剂开拓了道路。此外，Pd-Pta/Por单原子配位聚合物是Pd2+、Pta、Por和PVP一锅法在水相中自组装形成的，方法简单方便、温和、绿色。
附图说明：
图1为实施例中Por、Pta和Pd-Pta/Por的红外图。
图2a、图2b和图2c分别为Por、Pta和Pd-Pta/Por的XPS图。
图3a、图3b和图3c分别为Por、Pta和Pd-Pta/Por的XPS的C1s分峰。
图4a、图4b、图4c和图4d分别为Pta、Por、Pd-Por和Pd-Pta的SEM图。
图5a、图5b、图5c和图5d分别为Pd-Pta1/Por2、Pd-Pta1/Por1、Pd-Pta1/Por0.5和Pd-Pta1/Por0.2的SEM图。
图6a、图6b和图6c分别为Pd-Pta/Por的SEM图、HRTEM图和HAADF-STEM图；由图6可知：本发明所得Pd-Pta/Por具有高度均匀的球形形貌，粒径为60～80nm；对比图4表明了该合成方法能够有效的缩小Pd-Por的尺寸并赋予其均匀的形貌。
图7为对照组、Pd-Pta/Por、Pd-Pta/Por+US、Pd-Pta/Por+L和Pd-Pta/Por+US+L处理后的细胞凋亡图，由图7可知：Pd-Pta/Por+US+L组引起的细胞凋亡率最高。
图8为Pd-Pta/Por、Pd-Pta/Por+US、Pd-Pta/Por+L和Pd-Pta/Por+US+L的抑瘤率结果；由图8可知：Pd-Pta/Por+US+L组抑瘤效果最好。
图9a和图9b为不同Pta/Por比的催化剂的催化活性结果；由图9可知：Pd-Pta1/Por0.1催化活性最好。
图10a和图10b为叔丁醇抑制TMB氧化过程结果(叔丁醇抑制·OH生成的实验结果)；由图10可知：不给予外界能量时，·OH是催化反应中产生的最主要的ROS。
图11为Pd-Pta/Por在US照射和光照激发下，与TA反应后的相对荧光强度值；由图11可知：US照射和光照激发可以增加·OH的产生。
图12为人脐静脉内皮细胞在不同浓度Pd-Pta/Por孵育12h后的存活率；由图12可知：Pd-Pta/Por具有良好的生物相容性。
图13为不同浓度Pd-Pta/Por孵育人脐静脉内皮细胞12h的细胞活死图；由图13可知：Pd-Pta/Por具有良好的生物相容性。
图14为不同浓度Pd-Pta/Por的溶血检测；由图14可知：Pd-Pta/Por具有良好的生物相容性。
图15为不同浓度Pd-Pta/Por溶血分析；由图15可知：Pd-Pta/Por具有良好的生物相容性。
图16为心肝脾肺肾的HE染色图。
图17为小鼠体重的曲线图；由图17可知：Pd-Pta/Por具有良好的生物相容性。
图18为Pd-Pta/Por配位聚合物的制备及其形态表征图：a)Pd-Pta/Por制备示意图，放大后的图像是Pd-Pta/Por的内部结构；b)Pd-Por的SEM图(比例尺：2μm)；c)Pd-Pta/Por(比例尺：500nm)的SEM图像；d)、e)Pd-Pta/Por纳米粒的HRTEM图像(插图e)：Pd-Pta/Por的SAED模式；f)HAADF-STEM照片(比例尺：5nm)；g)和h)Pd-Pta/Por的高倍HAADF-STEM图像(比例尺：2nm)，显示Pd-Pta/Por中仅存在与孤立Pd原子对应的亮点；i)STEM照片；j)Pd-Pta/Por对应的EDS元素映射(标尺：25nm)；k)Pd-Pta/Por的单线扫描及对应的STEM图像。
图19为Pd-Pta/Por配位生物催化剂的结构分析图：a)对应Por、Pd-Por、Pd-Pta/Por的粉末XRD；b)Por、Pta和Pd-Pta/Por的N1s XPS谱，b插图为对应样品的球棍模型；c)Pd-Pta/Por的Pd 3d XPS谱。
图20为Pd-Pta/Por与ROS相关生物催化性能的体外特征：a)在pH＝4.5的反应缓冲液中，催化氧化TMB(oxTMB)的紫外-可见吸收光谱和吸光度值，插图是TMB的氧化反应；b)在λ＝652nm处的吸光度值定量分析；c)ESR光谱显示DMPO、DMPO+H2O2、Pd-Pta+DMPO+H2O2、Pd-Pta/Por+DMPO+H2O2的·OH；d)Michaelis-Menten动力学分析；e)H2O2为底物的Pd-Pta/Por的Lineweaver-Burk绘图；f)以H2O2为底物的Pd-Pta/Por的Vmax和TON；g、h)以TA为衬底，光照照射增强Pd-Pta/Por的·OH生成；i)在US(1.0MHz,2.5W·cm-2)辐照下，Pd-Pta/Por生成1O2，DPA的随超声时间不同的变化情况；j)DPA的声降解定量分析；k)Pd-Pta/Por在不同光照时间激发下的降解规律；l)DPA的光降解的定量分析。
图21为Pd-Pta/Por的体外实验结果：a)不同处理后的calcein-AM/PI染色B16F10细胞荧光图像，比例尺＝100μm；b)Annexin V-FITC/PI染色的B16F10细胞处理后流式细胞术凋亡分析，可知当Pd-Pta/Por剂量达到200μg/mL，肿瘤细胞凋亡率达到91.65％；c)不
同处理后的B16F10细胞DCFH-DA染色，比例尺＝100μm；d)不同处理后B16F10细胞线粒体膜电位，红色的JC-1聚集体表示膜电位正常的线粒体，绿色的JC-1单体表示膜去极化(线粒体受损)的线粒体，比例尺＝40μm；e)calcein-AM/PI染色后各组活/死细胞的定量分析；f)各组B16F10细胞的凋亡率；g)各组DCF的平均荧光值；h)线粒体去极化膜的流式细胞术分析；(*P＜0.05,**P＜0.01；和***P＜0.001；超声辐照(1.0MHz,1.0W·cm-2,1min,30％占空比；光照条件(14A,3min))。
图22为Pd-Pta/Por联合治疗的体内抗肿瘤效果图：a)Pd-Pta/Por结合US(1.0MHz,2.5W·cm-2,5min,30％占空比)和光照(14.0A,5min)治疗B16F10肿瘤异种移植的建立、步骤和结果示意图；b)肿瘤图像；c)超声成像；d)热图中显示的体重变化；g)肿瘤体积；h)肿瘤生长抑制；i)不同治疗方式下的相对肿瘤体积；e)不同治疗方法下小鼠的H&E染色和CD31免疫组化染色(标尺＝20μm，*P＜0.05,**P＜0.01；和***P＜0.001)；f)各种处理后小鼠Tunel、Ki67、CRT染色及其数量分析分别显示在j)、k)、l)中；(标尺＝50μm，*P＜0.05,**P＜0.01；和***P＜0.001)。
具体实施方式
本发明运用一锅法，在室温搅拌，水相中合成了一种新型的配位聚合物仿生催化剂，即Pd-Pta/Por配位聚合物。Pd-Pta/Por的形成是配位驱动自组装的结果，即卟啉与三(四吡啶基)胺为有机连接者、Pd单原子做为金属连接位点通过自组装而形成；Pd-Pta/Por融合了多种具有催化作用的物质：其中卟啉作为光/声敏剂，可以同时实现声动力治疗与光动力治疗，同时单原子Pd可以作为类芬顿催化剂，通过类芬顿反应而实现化动力治疗。Pd-Pta/Por相当高的·OH产率，并且由于卟啉作为光/声敏剂，在超声和光照照射外界条件下，可以产生大量的1O2。体外和体内实验表明化动力疗法、声动力疗法和光动力疗法在抗肿瘤中具有协同作用。可见，本发明设计了一种具有高效单原子催化位点和三模式协同抗肿瘤治疗效果的多功能配位聚合物。
本发明在制备卟啉金属配合物的过程中引入第二配体(如含吡啶氮的物质)作为配位调节物，使得金属配位点与两种配体的吡啶氮共同配位聚合；由于金属配位点同时与来自两种配体的吡啶氮配位，能够有效地破坏配位结构的规整性，使其较难进行空间延伸生长，最终有效地降低了配合物的结晶性，缩小了配合物的尺寸并调节其形貌。关于引入含吡啶氮的物质(三(4-吡啶基))进行协同配位实现缩小卟啉金属配合物的粒径缩小及结晶度降低，其机理如下：原始的Pd-Por呈现规则配位结构，这种配位结构很有序，具有一定的刚性，容易进行拓扑结构的空间延伸，所以形成的配合物的尺寸比较大，且高度结晶；而通过引入三(4-吡啶基)胺进行协同配位(也就是金属配位点同时与来自两种配体的吡啶氮配位)，能够有效的破坏配位结构的规整性，使其较难进行空间延伸生长，最终有效地降低了材料的结晶性，缩小材料的尺寸并调节材料的形貌。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。
原料与试剂
四氯钯酸钠(Na2PdCl4)，3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)，5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)，二氢乙锭(HE)是从阿拉丁(中国上海)购买的；5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉，三(4-吡啶基)胺从延伸科技购买；聚乙烯吡咯烷酮(PVP，M.W.＝55000)和37％的盐酸从Alfa Aesar购买。整个实验中用到的纯水来源于Milli-QAcademic system(MilliporeCorp.,Billerica,MA,USA)。
实施例
Pd-Por的合成
将5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉(20mg,0.032M)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP、M.W.＝55000)(10mg)与10mL的0.01M盐酸溶解，超声波0.5h，形成溶液A，Na2PdCl4(19mg，0.064M)与10mL的去离子水溶解形成溶液B。此后，将溶液A加入溶液B中，然后在继续强烈搅拌4h；11000rpm 10min离心，获得的纳米颗粒用去离子水清洗三次，并在60℃的真空烤箱中烘干过夜得金属介导的多卟啉阵列(Pd-Por)，即Pd-Por催化剂。图4cb为所得Pd-Por催化剂的SEM图，由图4c可知，Pd-Por催化剂尺寸太大(约5μm-40μm)，且不均一的八面体形貌，因此无法作为现有的纳米催化药物应用。
Pd-Pta/Por的合成
Pd-Pta/Por纳米剂的合成方法与Pd-Por类似，只是Por被Pta与Por取代；具体方法为：称取0.029mmol的三(4-吡啶基)胺和0.003mol的5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉，将其溶解于10mL 0.01M的盐酸中，然后剧烈搅拌并超声10min形成溶液A。再称取0.064mmol的四氯钯酸钠溶解在10mL的去离子水中形成溶液B，然后将溶液A缓慢倒入溶液B中，剧烈搅拌30min后加入10mg的聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)；后在25℃搅拌4h；然后用去离子水离心洗涤三次，离心转速设置为10000rpm，时间每次10min；将离心后的产物置于60℃烘箱中干燥一夜，收集产物。
根据不同的摩尔比率不同，样本被命名为Pd-Pta1/Por2(Pta:Por＝0.011M:0.021M)，Pd-Pta1/Por1(Pta:Por＝0.016M:0.016M)，Pd-Pta1/Por0.5(Pta:Por＝0.021M:0.011M)，Pd-Pta1/Por0.2(Pta:Por＝0.026M:0.006M)和Pd-Pta1/Por0.1(Pta：Por＝0.029M:0.003M记作Pd-Pta/Por，本文没有特别说明的，Pd-Pta/Por均指该比例下的产物)。
测试和表征：
采用Nicolet-560分光光度计(Nicol,US)对Por、Pta、Pd-Pta/Por在4000-500cm-1范围内进行傅里叶变换红外光谱分析，分辨率为2cm-1，结果如图1所示；用铜Kα辐照下的riaku Ultima IV对X射线衍射进行了表征。利用X射线光电子能谱(XPS,XSAM800,KratosAnalytical,UK)检测Pd-Pta/Por的组成，结果如图2和图3所示，表明成功合成了定义明确的配位聚合物。
使用thermo Fisher Scientific(FEI)Apreo S HiVoc获得扫描电子显微镜(SEM)图像，结果如图4和图5；对于不导电的Pd-Pta/Por配位聚合物，在金涂层上沉积约1nm的层。透射电子显微镜(TEM)、高分辨率TEM(HRTEM)、高角度环形暗场扫描TEM(HAADF-STEM)和元素映射在配备了gatan EELS探测器的探针校正的FEI Titan 80-300 STEM上进行，结果如图6所示。
·OH的检测：将24μL TMB(10mg·mL-1)加入含有Pd-Pta/Por(25μg·mL-1)、H2O2(100mM)的PBS(pH＝4.5)中，使用紫外-可见分光光度计进行分析。同时，以H2O2为底物(12.5、25、50、75、100mM)进行Pd-Pta/Por模拟酶的动力学分析。通过测量不同反应时间后的吸光度来监测所有反应，根据Michaelis-Menten饱和曲线计算Michaelis-Menten常数。对于不同浓度的H2O2，根据Beer-Lambert定律(公式(1)A＝εlc)计算产生·OH的初始反应速率(v0)(ε为39 000M-1cm-1)，然后根据其对应的H2O2浓度绘制反应速率，然后用Michaelis-Menten曲线拟合(式(2)v_0＝(Vmax·[S])/(K_m+[S]))。此外，利用线性双倒数图(Lineweaver-Burk图，式(3)1/v_0＝K_m/V_max·1/([S])+1/V_max)确定最大速度(Vmax)和米凯利斯-曼顿常数(Km)。根据式(4)TON＝Vmax/[E0]计算TON。
对苯二甲酸(TA)试验：将1.0mL对苯二甲酸(TA)与500μg·mL-1的Pd-Pta/Por混合。使用典型的荧光探针TA跟踪·OH；在黑暗和37℃环境下反应12h后，TAOH作为TA和·OH的荧光产物，可在435nm左右被多功能酶标记物(Synergy Mx)检测到。
1O2的检测：将50μg·mL-1Pd-Pta/Por与1μg·mL-1DPA以1:40的体积比混合，检测1O2，然后使用紫外-可见分光光度计进行分析。DPA的超声分解率(1.0MHz,2.5W·cm-2)持续时间和光照激发(14A)持续时间，通过相对吸光度在378nm处被用来量化分解率，相对吸光度＝(吸光度在λ＝378nm处-对照组在λ＝378nm的吸光度)/吸光度对照组×100％。
ESR检测
在测量ROS的ESR时，DMPO检测·OH的产生；25μL Pd-Pta/Por(2mg·mL-1)与10μLDMPO混合；用ESR谱仪检测特征峰信号。
细胞实验
小鼠黑素瘤B16F10细胞购自美国ATCC，在含10％胎牛血清(FBS)(quacell)和1％抗生素混合物(10000u青霉素和10mg链霉素)的RPMI 1640细胞培养基中，37℃，5％CO2条件下培养。
体外实验
人脐静脉内皮细胞(HUVECs)在96孔板中培养24h，每孔含有1×105个细胞。丢弃96孔板中的介质，然后用磷酸盐缓冲盐水(PBS)清洗。随后，将包含Pd-Pta/Por的连续浓度为50、100、150、200μg·mL-1的完整培养基加入96孔板，孵育12h。按照标准规程进行细胞计数试剂盒-8(CCK8)测定细胞活力。
溶血实验
收集新西兰大白兔血细胞，与不同数量的Pd-Pta/Por在37℃下试管培养，60min后离心检测溶血情况，以PBS培养液中的血细胞和不添加Pd-Pta/Por的蒸馏水中的血细胞作为对照。
活死荧光检测
为了进行荧光成像，将B16F10细胞与Pd-Pta/Por(200μg·mL-1)孵育12小时，然后进行US照射(1MHz,1W·cm-2,30％占空比)60s和光照激发(14A)180s；用钙黄素-AM(活细胞，绿色)染色30分钟，碘化丙啶(死细胞，红色)染色2-5min；Pd-Pta/Por的细胞毒性实验是用人脐静脉内皮细胞代替B16F10，其余相同。
流式检测细胞凋亡
将B16F10细胞(1×106cells，每孔1.5mL)接种于12孔板中，静置过夜；用RPMI1640(pH 6.5)中Pd-Pta/Por(200μg·mL-1)替代培养液，继续孵育12h。共孵育后，离心收集细胞。使用Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒(北京4A生物技术有限公司)对细胞进行染色，流式细胞术分析。根据荧光强度将细胞群划分为4个象限：活细胞、早期凋亡细胞、晚期凋亡细胞和坏死细胞。
细胞内ROS生成的检测
DCFH-DA检测Pd-Pta/Por酶模拟物的细胞内ROS生成能力。将B16F10细胞接种于24孔板上过夜，每孔加入Pd-Pta/Por(200μg/mL)，37℃孵育8h。随后，将DCFH-DA作为ROS荧光探针，孵育30分钟。PBS洗涤后，使用Olympus IX 83仪器监测细胞内荧光。
JC-1染色
与AM/PI染色一样，处理后的细胞用JC-1工作液染色20分钟。用PBS洗涤3次，孵育PBS冲洗3次，用CLSM(Olympus IX83,Japan)观察。
肿瘤模型
Balb/c小鼠购自北京华富康生物科技有限公司。用细针将对数生长的B16F10细胞100μL(约1×107个细胞)注射于近背部前肢皮下，形成均匀的皮眼窝，形成动物黑色素瘤模型。
体内抗肿瘤效果验证
当肿瘤体积达到150～200mm3时，进行原位肿瘤治疗。根据不同的治疗方法将小鼠分为5组:(1)对照组：PBS组；(2)Pd-Pta/Por，(3)Pd-Pta/Por+US(US是指超声照射处理)，(4)Pd-Pta/Por+L(光照激发)，(5)Pd-Pta/Por+US+L，每组4只小鼠。超声波条件下强度保持在(2.5W cm-2)，频率(1MHz)，占空比(30％)、时间(5分钟)和光照条件是由14A强度，持续时间5分钟。原位注射Pd-Pta/Por(10mg/kg)，与超声治疗和光照进行4h和24h瘤内注射后，每三天重复一次。在固定时间点测量荷瘤小鼠体重，绘制体重随时间变化曲线。的长时间运行和短轴用游标卡尺测量肿瘤，肿瘤体积的计算公式：体积＝长度×宽度2/2，相对肿瘤体积变化的曲线，计算出肿瘤生长抑制率，公式:抑瘤率＝(对照组肿瘤体积-实验组肿瘤体积)/对照组肿瘤体积×100％；相对肿瘤体积比(V/V0)的计算公式:V/V0＝治疗后肿瘤体积/治疗前肿瘤体积。对于H&E、CD31、Tunnel、CRT、Ki 67染色，在动物解剖后的离体组织中进行。
统计学分析
采用SPSS 22.0进行统计分析。连续变量表示为平均值±标准差。当数据符合正态分布且满足方差齐性时，两组均值比较采用t检验；多组间均值比较采用单因素方差分析(one-way analysis of variance,ANOVA)检验，两两比较采用LSD检验。如果不满足上述条件,Wilcoxon秩和检验将用于两组之间的比较,Kruskal Wallis秩和检验可用于多个组之间的比较，和Nemenyi测试将用于两组之间的比较。所有检验均为双侧检验，p＜0.05为有统计学意义。
测试结果：
图18c为本发明所得Pd-Pta1/Por0.1催化剂的SEM图，由图18c可知，随着Pta的引入，纳米粒子形貌逐渐趋向于分布均匀的球形，粒径在60～80nm。在此基础上，选取Pta:Por＝1：0.1(摩尔比)(记为Pd-Pta/Por，附图中的Pd-Pta/Por均指Pta:Por＝1：0.1)作为最佳配比进行后续测试。
透射电子显微镜(TEM)图片展示Pd-Pta/Por呈现出单分散的球形，表面包覆一层均匀的PVP壳层，需要注意的是，PVP是一种具有良好的生物相容性和增强材料稳定性的聚合物，而伴随的选定区电子衍射(SAED)表现出Pd-Pta/Por具有典型的非晶态衍射环(图18d、e)。除此之外，Pd-Pta/Por表面存在着大量有利于催化传质的微孔(图18f)。亚
Figure GDA0003030400020000121
分辨率高角环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)有力的证实了单个Pd原子的存在(图18g h)。随后的元素映射不仅显示了C的均匀分布,N,Cl,而且进一步的验证了Pd原子分散状态(图18i,j)。此外,非常低但均匀的Pd和N线扫描信号被检测到,类似于Pd-N原子配位结构(图18k)。
用粉末x射线衍射(PXRD)表征了Pd-Pta/Por的晶体结构。正如预期的那样，Pd-Por和Por在15°到30°都有较强的衍射，且二者峰型相似，表明两者都是刚性晶体物种(图19a)。然而Pd-Pta/Por呈现出明显的包峰曲线，表明其为典型的非晶纳米材料，这也与SAED的测试结果一致(图18d)，由此表明通过引入Pta作为配位调节物，可以将晶粒尺寸不均匀的Pd-Por调整为形貌均匀的非晶配位聚合物材料。此外，在Pd-Pta/Por中没有发现Pd单质的晶体峰，说明Pd单质几乎不存在。用X射线光电子能谱(XPS)对Pd-Pta/Por进行元素分析，发现Pd含量为2.3％At.％(图2c)。Pd-Pta/Por的高分辨率N1s XPS谱显示，Pd-N吡啶N为398.82eV，占74.94％(图19b)；这可以归因于Pd和吡啶N发生了配位反应，与Por和Pta的原始吡啶N(398.20eV)相比，Pd-吡啶N的结合能向高场移动了0.62eV。其他N物种(参见399.60eV的吡咯N和399.75eV的氨基N)可以忽略不计(图19b)。考虑到吡咯是反应底物，吡啶N的含量具有优势是合理的，这也说明合成过程中有机官能团保持稳定。除此之外，在Pd 3P谱中，Pd主要以二价阳离子(337.33eV和342.55eV)的形式存在(图19c)。同时，由于Pd位点不可避免地吸附了空气中的一些O，因此也存在少量的低价PdOx(x＜1)(335.54eV和341.41eV)。
进一步研究了Pd-Pta/Por生物催化剂的类酶活性，发现在过氧化氢的存在下，Pd-Pta/Por TMB形成oxTMB，其表现在370nm和652nm处出现高峰(图20)，而Pd-Pta与对照组未见明显的吸收峰，如图20b所示，Pd-Pta/Por在652nm处的吸光强度较高。还测试了Pta配比对催化性能的影响(图9)；在此基础上，选择Pta:Por＝1:0.1(Mol比)为最佳配比。通过电子自旋共振(ESR)来确定自由基的种类，DMPO用于作为捕获剂(图20c)，这表明Pd-Pta/Por反应中产生了·OH。为了进一步研究Pd-Pta/Por生物催化剂的POD模拟催化活性，以TMB和H2O2为底物，在酸性磷酸盐缓冲液中，在室温下测定了稳态催化动力学，测定的反应溶液的吸光度随时间的变化为652nm。对于不同浓度的H2O2，利用Beer-Lambert定律通过吸光度变化计算产生·OH的初始反应速率(v0)(图20d)。此外，使用线性双倒数图来确定最大速度(Vmax)和Michaelis Menten常数(Km)(图20e)。根据前述(1)-(3)式，计算Pd-Pta/Por生物催化剂在室温下的Vmax和Km分别为4.38×10-8M·s-1和50.35mM(图20f)。而Pd-Pta仿生催化剂在室温下的Vmax和Km分别为3.03×10-8M·s-1和51.25mM。此外，XPS显示Pd wt％为15.74，因此根据式(4)，计算TON为7.37×10-6s-1。同样，对苯二甲酸(TA)用于跟踪·OH的捕获并生成2-羟基对苯二甲酸，并发出独特的435nm左右的荧光光。随着US照射时间的增加，435nm左右的吸收峰急剧增加。而且，增加超声与光照，可以增加435nm处的吸收峰(图20g,h)。此外，我们运用DPA检测1O2的生成，因为1O2存在的条件下，其可以使DPA氧化成为DPO2。随着US辐照时间的增加，DPA在378nm左右的特征吸收峰值逐渐减小(图20i,j)。同样，随着光照激发时间的增加，DPA在378nm左右的特征吸收峰也逐渐减小(图20k,l)。
受Pd-Pta/Por生物催化剂优异的ROS生成性能的启发，首先在细胞水平上评估了协同纳米催化治疗肿瘤的效率。在人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中检测Pd-Pta/Por生物催化剂的细胞毒性。如图12所示，Pd-Pta/Por在浓度为200μg·mL-1时，12小时内对正常细胞无明显的毒性作用。然后用钙黄素乙酰氧甲基(Calcein-AM)和碘化丙啶(PI)检测对HUVECs的细胞毒性；我们发现Pd-Pta/Por即使在200μg·mL-1浓度下也没有明显的毒性(图13)。此外，溶血实验表明，Pd-Pta/Por生物催化剂在200μg·mL-1时的溶血率低于5％(图14、15)。这些结果表明了它们在体外治疗中的良好的生物相容性和生物安全性。
为了检测纳米剂对B16F10细胞的生物催化杀伤能力，还对不同处理后的细胞进行Calcein-AM和PI共染；如图21a所示，对照组细胞几乎无损伤，Pd-Pta/Por组、Pd-Pta/Por+650nm光照组、Pd-Pta/Por+US组有部分死亡细胞。而Pd-Pta/Por+US+L组以死亡细胞最多；同时，对死亡细胞的定量分析如图21e所示，表明有效的CDT、SDT和PDT协同抗肿瘤治疗。用荧光素-annexin V和碘化丙啶(PI)染色，流式细胞术检测Pd-Pta/Por的催化治疗机制。根据荧光强度将细胞群划分为4个象限：活细胞、早期凋亡细胞、晚期凋亡细胞和坏死细胞(图21b)。PBS、Pd-Pta/Por、Pd-Pta/Por+US、Pd-Pta/Por+L、Pd-Pta/Por+US+L处理B16F10细胞，pH为6.5。定量分析各组凋亡早期和晚期象限的细胞数量(图21f)。两者均表明Pd-Pta/Por+超声激发和光照照射的细胞凋亡率显著(高达90％左右)，而对照组细胞几乎没有凋亡，Pd-Pta/Por、Pd-Pta/Por+US、Pd-Pta/Por+L组细胞凋亡率较低。以2,7-二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)荧光显微镜观察细胞内活性氧(ROS)的产生。DCFH-DA能与活性氧(ROS)反应生成具有绿色荧光的2,7-二氯荧光素(DCF)。如图21c所示，在对照中观察到可忽略的绿色荧光。Pd-Pta/Por生物催化剂加超声波和(或)650nm光照照射B16F10细胞，其荧光比Pd-Pta/Por生物催化剂组更亮，而Pd-Pta/Por+US+L组的荧光比其他组最亮。图21g中对DCF荧光强度的半定量分析也显示Pd-Pta/Por+US+L基团的平均荧光强度最高。此外，JC-1染色分析显示ROS的过量产生影响线粒体膜电位，并与线粒体功能障碍有关。为确定不同组治疗后线粒体完整性是否受损，采用JC-1染色检测线粒体膜电位的变化。如图21所示，Pd-Pta/Por生物催化剂+650nm光照和超声处理组显示出最强的绿色荧光，表明线粒体膜去极化。流式细胞术检测到的绿色/红色荧光强度之比如图21h所示，Pd-Pta/Por生物催化剂加上650nm光照和超声引起的绿色/红色荧光强度之比明显高于其他组。
受体外协同治疗效果的启发，我们进一步评估了Pd-Pta/Por生物催化在US照射和光照激发下的体内抗肿瘤效果，如图22a所示，我们在Balb/c雄性小鼠体内对异种B16F10肿瘤移植进行Pd-Pta/Por生物催化剂的治疗评价。治疗期间每三天记录每只小鼠的体重和肿瘤体积，如图22d所示，各组间体重无显著差异。与对照组相比，Pd-Pta/Por、Pd-Pta/Por+US、Pd-Pta/Por+L组肿瘤生长受到一定抑制，而Pd-Pta/Por+US+L组肿瘤抑制效果最强，可达90％(图22h)。不同治疗组切除肿瘤的图像(图22b)、超声成像(图22c)以及肿瘤的平均体积(图22g)、相对体积(图22i)也证实了这种优越的抗肿瘤效率。所有的结果都直观地证明了Pd-Pta/Por生物催化原位注射，再加上US照射和光照激发可以明显抑制肿瘤的生长。并对各组肿瘤切片进行苏木精和伊红(H&E)染色，显示其良好的抑瘤效果。如图22e所示，对照组肿瘤细胞维持正常形态，未见明显组织损伤；Pd-Pta/Por、Pd-Pta/Por+US、Pd-Pta/Por+L组肿瘤轻度破坏，而Pd-Pta/Por+US+L组肿瘤细胞核明显凝聚，具有典型的组织病理学损伤。此外，治疗后主要正常器官(心、肝、脾、肺、肾)的H&E染色图像未见明显组织损伤(图16)，提示Pd-Pta/Por生物催化具有较高的生物相容性和治疗生物安全性。然后用抗CD31抗体对肿瘤血管进行染色，结果表明Pd-Pta/Por+US+L处理组棕色区域最少，说明Pd-Pta/Por+US+L对肿瘤组织血管增殖的抑制效果很好。并通过免疫荧光染色进一步证实其协同抗肿瘤治疗的能力。采用末端脱氧核苷酸转移酶dUTP末端标记(TUNEL)和Ki-67染色分别研究肿瘤凋亡和细胞增殖水平。结果显示Pd-Pta/Por+超声和光照照射组阳性信号最高(图22f)，其定量分析结果如图22j所示。相反，Pd-Pta/Por联合超声和光照照射组表现出最低的Ki67染色阳性信号(图22f)；荧光强度定量分析也表明了同样的结果(图22k)。钙网蛋白(CRT)暴露在细胞表面是免疫原性细胞死亡的一个明显的生物标志物。一旦到达肿瘤细胞表面，CRT就充当了“吃掉我”的信号，刺激巨噬细胞和树突状细胞吞噬死亡的细胞及其凋亡碎片。此外，ROS通过蛋白激酶rna样内质网激酶(PERK)途径迅速导致CRT暴露。由此，我们进行CRT照射，如图22f所示，Pd-Pta/Por加超声和光照照射组所引起的CRT信号强度远高于其他组。定量分析如图22l所示。这些评价明确证实了Pd-Pta/Por生物催化的良好协同处理效果。
综上所述，本发明得到了一种多功能配位聚合物，以卟啉、三(吡啶-4-基)胺有机配体和Pd单原子连接位点，在温和绿色的水相中，在室温下通过一锅法自组装而成。配位聚合物Pd-pta/Por生物催化剂组装了多种治疗药物，其中卟啉作为声敏/光敏剂同时实现SDT和PDT，单原子钯贵金属作为类芬顿催化剂实现CDT。因此，Pd-Pta/Por生物催化剂通过类芬顿反应可以产生大量的·OH，同时由于卟啉作为声敏/光敏剂，在超声和光照照射下具有较高的1O2产率。此外，我们与光照结合可以有效破坏肿瘤细胞，显著抑制肿瘤生长。因此，基于卟啉与贵金属材料在单一纳米结构中的协同作用的三模式协同治疗，为发展无创高效的协同肿瘤治疗迈出了重要的一步。

Claims (27)

1.一种金属卟啉配位聚合物，其特征在于，所述金属卟啉配位聚合物是以卟啉和第二配体为配位体，以金属为连接点，通过自组装反应形成的聚合物纳米球；其中，所述卟啉为5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉，所述第二配体为含吡啶氮的物质。
2.根据权利要求1所述的金属卟啉配位聚合物，其特征在于，
所述第二配体为三（4-吡啶基）胺或4, 4-联吡啶；
所述金属为Pd、Ru或Au。
3.根据权利要求1所述的金属卟啉配位聚合物，其特征在于，
所述金属卟啉配位聚合物的粒径在60~80 nm。
4.权利要求1～3任一项所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以卟啉和第二配体为配位体，金属为连接位点，通过配位驱动的自组装反应制备所述金属卟啉配位聚合物；其中，所述卟啉为5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉，所述第二配体为含吡啶氮的物质。
5.根据权利要求4所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将卟啉、第二配体和稳定调节剂溶解，然后加入金属盐进行自组装反应。
6.根据权利要求5所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将第二配体和卟啉溶解于酸中，搅拌混匀得溶液A；再将金属盐溶解在去离子水中得溶液B；然后将溶液A缓慢倒入溶液B中，搅拌30～50 min后加入稳定调节剂，于25～30 ℃搅拌3.5～4.5 h；最后经离心、烘干得所述金属卟啉配位聚合物。
7.根据权利要求5或6所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述稳定调节剂为聚乙烯吡咯烷酮。
8.根据权利要求5或6所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述金属盐包括：四氯钯酸钠、氯化钌三水化合物或四氯金酸三水合物。
9.根据权利要求6所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述酸为盐酸，盐酸的浓度为0.01 M。
10.根据权利要求8所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述卟啉为5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉，所述第二配体为三（4-吡啶基）胺，所述金属盐为四氯钯酸钠，各原料的比例为：第二配体与卟啉的摩尔比为1：5～20：1；四氯钯酸钠与两种配体的总量的摩尔比为2：1。
11.根据权利要求10所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，第二配体与卟啉的摩尔比为1：2～10：1。
12.根据权利要求11所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，第二配体与卟啉的摩尔比为10：1。
13.根据权利要求6所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述离心采用去离子水离心洗涤至少三次，离心转速为8000～11000 rpm，每次离心时间为8～15 min。
14.根据权利要求6所述的金属卟啉配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述烘干指在40～60 ℃干燥至少24 h。
15.金属卟啉配位聚合物在医药、成像、催化或传感领域的应用，所述金属卟啉配位聚合物为权利要求1～3任一项所述的配位聚合物，或为采用权利要求4～14任一项所述的方法制得的配位聚合物。
16.根据权利要求15所述金属卟啉配位聚合物在医药、成像、催化或传感领域的应用，其特征在于，所述金属卟啉配位聚合物用于制备抗肿瘤催化剂或抗菌抗炎药物。
17.一种用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物，其特征在于，所述单原子配位聚合物是以5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉和含吡啶氮的物质为配位体，金属为连接位点，通过自组装反应所形成的聚合物纳米球。
18.根据权利要求17所述的一种用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物，其特征在于，所述含吡啶氮的物质为三（4-吡啶基）胺或4, 4-联吡啶，所述金属为Pd、Ru或Au。
19.根据权利要求17所述的一种用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物，其特征在于，所述单原子配位聚合物的粒径在60~80 nm。
20.根据权利要求17～19任一项所述的用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物，其特征在于，所述用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物包含如式I所示结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式I
式I中，R= Pd2+、Ru3+或Au3+。
21.权利要求17～20任一项所述的用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉和含吡啶氮的物质为配位体，金属为连结点，在水相中进行自组装反应形成了所述单原子聚合物。
22.根据权利要求21所述的用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉、含吡啶氮的物质和稳定调节剂溶解，然后加入金属盐进行自组装反应。
23.根据权利要求22所述的用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将含吡啶氮的物质和5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉溶解于酸中，搅拌混匀得溶液A；再将金属盐溶解在去离子水中得溶液B；然后将溶液A缓慢倒入溶液B中，搅拌30～50 min后加入稳定调节剂，于25～30 ℃搅拌3.5～4.5 h；最后经离心、烘干得所述单原子配位聚合物。
24.根据权利要求23所述的用于治疗肿瘤的单原子配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述稳定调节剂为聚乙烯吡咯烷酮；
所述金属盐包括：四氯钯酸钠、氯化钌三水化合物或四氯金酸三水合物；
所述酸为盐酸，盐酸的浓度为0.01 M。
25.一种缩小卟啉金属配位聚合物微观尺寸和降低其结晶性的方法，其特征在于，所述方法为：在卟啉金属配位聚合物的制备过程中，引入能够共同参与配位反应的第二配体，使得金属配位点与卟啉和第二配体共同进行配位反应，从而破坏了配位结构的规整性，降低了配位聚合物的结晶性，缩小了配位聚合物的尺寸；
其中，所述卟啉为5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉；所述第二配体为含吡啶氮的物质。
26.根据权利要求25所述的一种缩小卟啉金属配位聚合物微观尺寸和降低其结晶性的方法，其特征在于，所述第二配体为三（4-吡啶基）胺或4,4-联吡啶。
27.根据权利要求25所述的一种缩小卟啉金属配位聚合物微观尺寸和降低其结晶性的方法，其特征在于，所述金属为Pd、Ru或Au。
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