本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥，具體涉及一種納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、耐藥細(xì)菌的流行給全世界的公共衛(wèi)生和經(jīng)濟(jì)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。非抗生素抗菌治療策略是針對獨(dú)特的感染性微環(huán)境（ime），如缺氧、病理酸性和過表達(dá)的過氧化氫，對各種菌株具有有效的抗菌作用。在過去的幾十年里，許多不能誘導(dǎo)耐藥性的無抗生素抗菌方式已經(jīng)被開發(fā)為抗生素的替代品，如基于熱損傷的光熱療法（ptt）和基于活性氧（ros）的光動力療法（pdt）、酶療法以及聲動力療法（sdt）。然而，這些技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用受到了各種因素的挑戰(zhàn)。例如，有限的氧濃度極大地阻礙了光動力治療的效率。ptt面臨著治療特異性的挑戰(zhàn)，這不可避免地會導(dǎo)致對正常組織的損傷。為了同時解決所有這些問題，為了達(dá)到令人滿意的治療結(jié)果和減少副作用，復(fù)雜的治療策略，不僅可以發(fā)揮靶向治療效果，而且可以有效地重塑病理傷口微環(huán)境。然而，傳統(tǒng)的復(fù)雜治療藥物仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，包括低活性位點(diǎn)密度、選擇性和特異性差。

2、卟啉是一種大分子雜環(huán)化合物，利用卟啉制備的金屬有機(jī)框架聚合物或共價(jià)有機(jī)框架聚合物等都在抗菌方面有較廣泛的應(yīng)用。卟啉具有一定的光敏性質(zhì)，在紫外或可見光作用下，能有效釋放單線態(tài)氧，但利用卟啉制備光敏劑時，卟啉單體在堆積過程中，通過π-π作用聚集，其光活性猝滅。申請?zhí)枮閏n202311648948.3的專利具有自適應(yīng)多核鋅中心的冠醚螺紋共價(jià)有機(jī)聚輪烷框架材料及其制備方法和應(yīng)用，以氨基卟啉和醛基化合物2,2-聯(lián)吡啶-5,5-二甲醛反應(yīng)之間有機(jī)框架材料，又將冠醚固定在有機(jī)框架材料上，并與鋅離子進(jìn)行配位，使聚合物負(fù)載鋅離子。雖然鋅離子具有抗菌效果但遠(yuǎn)不如銀離子的抗菌效果，更不用說與銀納米顆粒相比。但銀納米顆粒負(fù)載到有機(jī)框架材料上容易團(tuán)聚，如申請?zhí)朿n202311127047.x的專利一種銀基多孔有機(jī)框架材料及其制備方法和應(yīng)用，利用含有醛基的冠醚與合成卟啉的吡咯反應(yīng)，制備有機(jī)框架材料，然后負(fù)載銀納米顆粒。該聚合物沒有解決銀納米顆粒易團(tuán)聚的問題，銀的利用率有待提高。此外，卟啉聚合物通過π-π作用聚集、堆疊等問題，無疑都影響了負(fù)載銀納米顆粒的卟啉光敏劑的光動力和光熱效果。因此，需要開發(fā)一種不使銀納米顆粒團(tuán)聚且解決卟啉聚合物因π-π作用聚集、堆疊的問題，從而大大提高負(fù)載銀納米顆粒的卟啉光敏劑的光動力性能和光熱性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物及其應(yīng)用。本發(fā)明以4,5-二氫芘-4,5-二酮和四氨基苯基卟啉為結(jié)構(gòu)單元，然后通過將納米銀插層到共價(jià)有機(jī)框架中得到pp-cof-ag，納米銀的插入增大原有共價(jià)有機(jī)框架的層間距，并且可通過納米銀、光熱療法和光動力療法三策略聯(lián)合抗菌，且生物相容性好，無毒副作用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一方面，提供一種納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，所述納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物（pp-cof-ag）是以4,5-二氫芘-4,5-二酮和四氨基苯基卟啉（tapp）為結(jié)構(gòu)單元、片層堆疊形成的多孔材料；所述納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物的片層中插入銀納米顆粒。

4、優(yōu)選的，4,5-二氫芘-4,5-二酮由以下方法制備：

5、將芘和三氯化釕水合物（rucl3xh2o）溶解在二氯甲烷中，然后加入乙腈和水，再加入高碘酸鈉，室溫下反應(yīng)得到4,5-二氫芘-4,5-二酮。

6、優(yōu)選的，所述的芘，高碘酸鈉與三氯化釕水合物的摩爾比為1：4.2：0.1。

7、優(yōu)選的，所述納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物由以下方法制備：

8、（1）將4,5-二氫芘-4,5-二酮和四氨基苯基卟啉在油浴中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后依次進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，得到黑色粉末pp-cof；

9、（2）將pp-cof加入甲醇中進(jìn)行超聲，加入硝酸銀溶液后再次超聲，然后進(jìn)行第一攪拌，收集獲得的沉淀并將其溶于混合溶劑中，滴加硼氫化鈉甲醇溶液并進(jìn)行第二攪拌，最終得到納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物。

10、優(yōu)選的，步驟（1）中，所述4,5-二氫芘-4,5-二酮和四氨基苯基卟啉的摩爾比為2：1。

11、優(yōu)選的，步驟（1）中，所述油浴的溫度為120℃；所述反應(yīng)的時間為72h。

12、優(yōu)選的，步驟（2）中，所述pp-cof、甲醇、硝酸銀溶液、混合溶劑和硼氫化鈉甲醇溶液的加入量之比為75mg：45ml：6ml：30ml：1ml。

13、優(yōu)選的，所述硝酸銀溶液的濃度為8.75?mg/?ml；所述混合溶劑由甲醇和水按3：2的體積比混合得到；所述硼氫化鈉甲醇溶液的濃度為1?mol?/l。

14、優(yōu)選的，步驟（2）中，所述第一攪拌的時間為12h；所述第二攪拌的時間為2d。

15、本發(fā)明的第二方面，提供納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物在制備抗菌藥物中的應(yīng)用。

16、本發(fā)明的有益效果：

17、（1）本發(fā)明制備的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框架材料pp-cof-ag，可以結(jié)合光熱光動力協(xié)同細(xì)菌滅活。在808?nm波長激光照射下具有良好的光熱轉(zhuǎn)化，同時誘發(fā)的電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生單線態(tài)氧，超氧陰離子自由基，羥基自由基，還具有良好的模擬過氧化氫酶（cat）活性，不僅可以選擇性地催化冗余過氧化氫產(chǎn)生氧，還可以調(diào)節(jié)感染性微環(huán)境的氧化還原平衡，有利于正常細(xì)胞的生長。催化冗余過氧化氫產(chǎn)生的o2可以有效緩解感染性微環(huán)境中的缺氧，但也可以與o2依賴的光動力反應(yīng)級聯(lián)，促進(jìn)ros的產(chǎn)生，增強(qiáng)pdt效應(yīng)。納米銀的作用歸因于其可以進(jìn)入菌體與氧代謝酶（-sh）結(jié)合，使菌體窒息而死，對耐藥病原菌如耐藥大腸桿菌、耐藥金葡萄球菌具有強(qiáng)大的殺傷能力，通過納米銀、光熱療法和光動力療法三策略實(shí)現(xiàn)聯(lián)合廣譜抗菌。

18、（2）本發(fā)明的制備方法簡單，制備的pp-cof-ag生物相容性好，對血紅細(xì)胞的溶血率低于1.5%，對hek293細(xì)胞的活力影響微小，對人體無毒副作用，這將推動多功能抗菌平臺的發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，所述納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物是以4,5-二氫芘-4,5-二酮和四氨基苯基卟啉為結(jié)構(gòu)單元、片層堆疊形成的多孔材料；所述納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物的片層中插入銀納米顆粒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，4,5-二氫芘-4,5-二酮由以下方法制備：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，所述的芘，高碘酸鈉與三氯化釕水合物的摩爾比為1：4.2：0.1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，所述納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物由以下方法制備：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，步驟（1）中，所述4,5-二氫芘-4,5-二酮和四氨基苯基卟啉的摩爾比為2：1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，步驟（1）中，所述油浴的溫度為120℃；所述反應(yīng)的時間為72h。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，步驟（2）中，所述pp-cof、甲醇、硝酸銀溶液、混合溶劑和硼氫化鈉甲醇溶液的加入量之比為75mg：45ml：6ml：30ml：1ml。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，所述硝酸銀溶液的濃度為8.75?mg/?ml；所述混合溶劑由甲醇和水按3：2的體積比混合得到；所述硼氫化鈉甲醇溶液的濃度為1?mol?/l。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物，其特征在于，步驟（2）中，所述第一攪拌的時間為12h；所述第二攪拌的時間為2d。

10.權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物在制備抗菌藥物中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物及其應(yīng)用，屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域。納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物PP?COF?Ag是以4,5?二氫芘?4,5?二酮和四氨基苯基卟啉為結(jié)構(gòu)單元、片層堆疊形成的多孔材料；納米銀插層共價(jià)有機(jī)框聚合物的片層中插入銀納米顆粒。將4,5?二氫芘?4,5?二酮和四氨基苯基卟啉反應(yīng)得到黑色粉末PP?COF；將PP?COF與硝酸銀溶液反應(yīng)，然后滴加硼氫化鈉甲醇溶液還原銀，得到PP?COF?Ag。本發(fā)明中納米銀的插入增大原有共價(jià)有機(jī)框架的層間距，并且可通過納米銀、光熱療法和光動力療法三策略聯(lián)合抗菌，且生物相容性好，無毒副作用。

技術(shù)研發(fā)人員：王增瑤,周寶龍,王少余,王國富,馬延旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東第二醫(yī)科大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26