本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥，具體涉及一種利用介孔fe0納米材料增強(qiáng)沒食子酸活性的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、沒食子酸(gallic?acid)是一種多酚類有機(jī)化合物，在自然界植物中無(wú)處不在，對(duì)生物體是安全有益的。多酚物種具有許多潛在的健康益處。有充分證據(jù)表明，特定多酚通過其抗氧化活性產(chǎn)生諸多有益作用，保護(hù)身體免受多種疾病的侵害，例如癌癥和心血管疾病。其中，沒食子酸是綠茶的關(guān)鍵生物活性成分，從茶葉中提取的沒食子酸已被證明具有多種生物學(xué)和藥學(xué)功能，如抗疲勞、抗菌、抗癌和抑制血管生成。沒食子酸自氧化形成的醌、半醌物種在電子轉(zhuǎn)移的過程中具有加速電子轉(zhuǎn)移的功能，與此同時(shí)，形成的醌物種可以通過russel?mechanism將h2o2轉(zhuǎn)化為1o2(方程式1)。

2、化學(xué)動(dòng)力學(xué)治療(cdt)是近年來(lái)新的癌癥治療方式，cdt是利用芬頓反應(yīng)借助亞鐵離子作為催化劑把h2o2轉(zhuǎn)化為高度氧化的·oh(方程式2)。在常見的ros中屬·oh的氧化能力最強(qiáng)(e(·oh/h2o)＝2.80v，e(1o2/h2o)＝2.17v，e(h2o2/h2o)＝1.78v)，芬頓反應(yīng)已被證明是一種有效的策略，通過利用大多數(shù)腫瘤中所表達(dá)的高水平內(nèi)源性過氧化氫來(lái)誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡。因此我們采用零價(jià)鐵(fe0)材料作為ga的載體，其作為電子供體活化氧分子可以產(chǎn)生大量h2o2(方程式3)，釋放的fe2+可以通過芬頓反應(yīng)高效產(chǎn)生·oh。值得注意的是，沒食子酸與亞鐵離子(fe2+)的絡(luò)合反應(yīng)是制備墨水的關(guān)鍵化學(xué)反應(yīng)，形成了藍(lán)紫色的鐵-沒食子酸(fe-ga)金屬絡(luò)合物。有意思的是這種鐵配位化合物具有高度的還原性，它可以把來(lái)自沒食子酸根配體的電子提供給周圍的自由氧分子，將氧(o2)還原為超氧陰離子(o2·-)和過氧化氫(h2o2)(方程式4)，使瘤內(nèi)h2o2的含量升高，使腫瘤內(nèi)部產(chǎn)生大量的·oh的同時(shí)，誘導(dǎo)鐵死亡。鐵死亡是一種亞鐵離子催化的壞死性細(xì)胞死亡方式，其特征是當(dāng)細(xì)胞內(nèi)還原系統(tǒng)失活后，位于胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)上且含多不飽和脂肪酸的脂質(zhì)分子被活性氧物種(reactive?oxygenspecies,ros)氧化，生成的脂質(zhì)過氧化物積累最終造成細(xì)胞膜破裂提升腫瘤細(xì)胞內(nèi)ros水平來(lái)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡。

3、q+2h2o2→q+2h2o+1o2?(1)

4、fe2++h2o2→fe3++·oh+oh-?(2)

5、o2+fe0+2h+→fe2++h2o2?(3)

6、o2+fe-ga+2h+→fe-ga+h2o2?(4)

7、發(fā)明人對(duì)本技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容作了如下檢索：

8、1、http://scholar.glgoo.com/網(wǎng)檢索結(jié)果：(2024/01/24)

9、 檢索關(guān)鍵詞 檢索結(jié)果 <![cdata[專利fe⁰增強(qiáng)沒食子酸抗癌活性]]> 無(wú) <![cdata[專利沒食子酸修飾的fe⁰納米顆粒]]> 無(wú) 沒食子酸促進(jìn)活性氧生成 無(wú)

10、2、中國(guó)知網(wǎng)檢索結(jié)果：(2024/01/24)

11、檢索方式一：

12、篇名-----fe0增強(qiáng)沒食子酸抗癌活性0項(xiàng)。

13、篇名-----沒食子酸修飾的fe0納米顆粒0項(xiàng)。

14、篇名-----促進(jìn)沒食子酸介導(dǎo)的單線態(tài)氧生成0項(xiàng)。

15、檢索方式二：

16、全文-----fe0增強(qiáng)沒食子酸抗癌活性0項(xiàng)。

17、全文-----沒食子酸修飾的fe0納米顆粒11項(xiàng)，均與本方法無(wú)關(guān)。

18、全文-----促進(jìn)沒食子酸介導(dǎo)的單線態(tài)氧生成1014項(xiàng)，均與本方法無(wú)關(guān)。

19、檢索方式三：

20、關(guān)鍵詞----沒食子酸4200項(xiàng)，均與本方法無(wú)關(guān)。

21、關(guān)鍵詞----氧活化效率19項(xiàng)，均與本方法無(wú)關(guān)。

22、關(guān)鍵詞----單線態(tài)氧954項(xiàng)，均與本方法無(wú)關(guān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種利用介孔fe0納米材料增強(qiáng)沒食子酸活性的方法及其應(yīng)用。

2、納米零價(jià)鐵(fe0)的強(qiáng)還原性賦予了其能夠作為電子供體發(fā)生分子氧活化產(chǎn)生大量ros，同時(shí)沒食子酸(3,4,5-三羥基苯甲酸，ga)與亞鐵離子(fe2+)形成了藍(lán)紫色的鐵-沒食子酸(fe3+-ga)金屬絡(luò)合物，這種鐵配位化合物也具有高度的還原性，它可以把來(lái)自沒食子酸根配體的電子提供給周圍的自由氧分子，將氧(o2)還原為超氧陰離子(o2·-)和過氧化氫(h2o2)。利用fe0和fe3+-ga活化氧產(chǎn)生的h2o2，沒食子酸的醌衍生物通過russel?machinesm將h2o2轉(zhuǎn)化為1o2。二者協(xié)同作用激活了沒食子酸的抗癌能力，更重要的是，這種無(wú)機(jī)有機(jī)雜化納米材料，在低劑量應(yīng)用的前提下也有出色的氧活化能力。所以，本發(fā)明將ga引入fe0的多孔結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)了沒食子酸抗癌活性的增強(qiáng)。

3、本發(fā)明利用介孔fe0納米材料增強(qiáng)沒食子酸活性的方法，通過將具有氧化還原活性的沒食子酸(ga)固定在介孔零價(jià)鐵納米顆粒(fe0?nps)中，再通過含有二硫鍵的sio2外層進(jìn)行包封，得到fe0@ga-ss-sio2納米材料。

4、具體包括如下步驟：

5、步驟1：?jiǎn)畏稚e0納米材料的制備

6、在n2氣氛下，向三頸燒瓶反應(yīng)器中加入稀硫酸溶液(ph＝2.31±0.02)；稱取20.1mg硫酸亞鐵七水合物和76mg十六烷基三甲基溴化銨，用稀硫酸溶液(ph＝2.31±0.02)超聲輔助充分溶解后加入反應(yīng)器中，攪拌分散均勻；稱取14.5mg硼氫化鈉，用稀硫酸溶液(ph＝2.31±0.02)充分溶解后，逐滴加入三頸燒瓶中，瓶?jī)?nèi)溶液迅速變黑，繼續(xù)攪拌分散3min，取出三頸燒瓶中黑色溶液，立即離心處理并收集沉淀物，無(wú)水乙醇洗滌3次，常溫真空干燥，得到黑色的fe0納米材料。本步驟制備的fe0納米材料，其尺寸在40nm-60nm左右。

7、步驟2：?jiǎn)畏稚e0@ga納米材料的制備

8、將2.4mg?fe0與16mg?ga分別溶解在5ml無(wú)水乙醇中，分別記為溶液1和溶液2。超聲分散均勻后，將溶液1緩慢滴入溶液2中，在室溫下磁力攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后立即離心并收集沉淀物，用無(wú)水乙醇洗滌，常溫真空干燥，得到黑色的fe0@ga納米材料。

9、步驟3：?jiǎn)畏稚e0@ga-ss-sio2納米材料的制備

10、稱取5mgfe0@ga納米材料和5mg?dspe-mpeg2000加入玻璃瓶中，再向玻璃瓶中加入無(wú)水乙醇，超聲分散均勻，向玻璃瓶中加入3.75ml去離子水和400μl氨水(5.38mol/l)，超聲分散均勻，取3.5μl硅酸四乙脂(teos)和1.4μl雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(btspd)加入玻璃瓶中，超聲5min，加入0.2μl雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(btespd)，超聲反應(yīng)2h；反應(yīng)結(jié)束后，立即離心處理并收集沉淀物，用無(wú)水乙醇洗滌，常溫真空干燥，得到fe0@ga-ss-sio2納米材料。

11、本發(fā)明采用含二硫鍵的sio2殼層對(duì)fe0@ga納米材料進(jìn)行包覆，達(dá)到提高fe0@ga納米材料的生物相容性和后續(xù)腫瘤治療中對(duì)癌細(xì)胞特異性響應(yīng)的目的。本發(fā)明通過優(yōu)化硅源、硫源的比例最終確定了上述參數(shù)能夠保證封裝后得到具有合適厚度的二氧化硅殼層。

12、此外，本發(fā)明以等量的fe0納米材料代替fe0@ga納米材料，制備fe0-ss-sio2納米材料，進(jìn)行對(duì)比考察。

13、本發(fā)明fe0@ga-ss-sio2納米材料在制備治療腫瘤藥物制劑中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明fe0@ga-ss-sio2納米材料在制備ros誘導(dǎo)劑中的應(yīng)用。

15、本發(fā)明fe0@ga-ss-sio2納米材料可以特異性響應(yīng)腫瘤微環(huán)境，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生高水平的ros。

16、本發(fā)明在介孔fe0納米材料中引入沒食子酸，具有良好的ros生成能力的原因在于fe0主要通過以下三種途徑來(lái)提升沒食子酸的抗癌活性：

17、途徑一：fe0的強(qiáng)還原性賦予了其能夠作為電子供體發(fā)生分子氧活化產(chǎn)生大量ros。

18、途徑二：沒食子酸與亞鐵離子(fe2+)形成了藍(lán)紫色的鐵-沒食子酸(ga-fe)金屬絡(luò)合物，這種鐵配位化合物具有高度的還原性，它可以把來(lái)自沒食子酸根配體的電子提供給周圍的自由氧分子，將氧(o2)還原為超氧陰離子(o2·-)和過氧化氫(h2o2)。

19、途徑三：沒食子酸自氧化形成的醌衍生物在電子轉(zhuǎn)移的過程中具有加速電子轉(zhuǎn)移的功能，與此同時(shí)，形成的醌衍生物可以通過russel?mechanism將h2o2轉(zhuǎn)化為1o2。

20、fe0@ga納米材料具有高fe0含量以及更強(qiáng)的ros生成能力，并且fe0@ga納米材料經(jīng)過含二硫鍵的sio2包封后，沒食子酸可以借助載體在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧物質(zhì)，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化物的積累，有效促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的鐵死亡。

21、與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

22、1、本發(fā)明利用fe0納米材料的多孔形貌將沒食子酸引入其中，巧妙地激發(fā)了沒食子酸的抗癌潛力。

23、2、本發(fā)明所述的fe0@ga-ss-sio2納米材料具有在腫瘤微環(huán)境中作為高效ros產(chǎn)生劑的潛力。