一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料，包含至少一種金屬離子和一種有機(jī)配體，其制備方法是以表面活性劑為模板，將一定比例的金屬離子和有機(jī)配體在高溫下利用反應(yīng)釜進(jìn)行水熱反應(yīng)制得或者采用微波法、超聲法等制得，反應(yīng)合成不同形狀的金屬有機(jī)骨架材料，并在合成后用生物相容性材料殼聚糖及其衍生物等進(jìn)行修飾使其功能化；在合成納米尺寸金屬有機(jī)骨架和用殼聚糖及其衍生物進(jìn)行修飾的過程中，可以將不同的藥物分子負(fù)載到金屬有機(jī)骨架內(nèi)部骨架及外部殼聚糖大分子結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明的殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料能夠應(yīng)用于生物體內(nèi)多種藥物的靶向運(yùn)輸及藥物的可控釋放。
【專利說明】一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于材料化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，納米材料應(yīng)用于載藥系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢(shì)。首先，納米材料具有大的比表面積，可以負(fù)載更多的藥物分子；其次，納米材料包載藥物分子可以防止藥物在運(yùn)輸?shù)倪^程中降解、擴(kuò)散，在實(shí)現(xiàn)靶向給藥的同時(shí)降低了藥物對(duì)體內(nèi)其他部位的毒性；再者，包載藥物分子的納米材料通過內(nèi)吞等機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞，可以增加藥物對(duì)于生物膜的通透性，有利于藥物的吸收及細(xì)胞內(nèi)藥效的發(fā)揮。因此目前已經(jīng)有多種有機(jī)或者無機(jī)納米材料被應(yīng)用到載藥的研究當(dāng)中，其中，有機(jī)納米材料具有生物相容性，能夠負(fù)載多種藥物分子，但是其可控釋藥的機(jī)制仍然有待研究，無機(jī)納米材料比如多孔二氧化硅，由于其本身的多孔性和有序的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，可以可控的負(fù)載及釋放多種藥物分子，但是，載藥量相比有機(jī)納米材料而言比較少。
[0003]金屬有機(jī)骨架是一種新興的由金屬離子(或金屬簇)和有機(jī)配體自組裝而成的有機(jī)無機(jī)配位聚合物，同時(shí)兼顧傳統(tǒng)有機(jī)、無機(jī)納米材料的特征。金屬有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)中的有機(jī)部分(比如羧酸配體、磷酸配體、咪唑類配體)具有生物相容性，能夠負(fù)載大量的藥物分子，而無機(jī)骨架部分則能夠控制藥物分子的釋放。同時(shí)，金屬有機(jī)骨架還具有高孔隙率、可調(diào)節(jié)孔徑大小、易于功能化與修飾等優(yōu)點(diǎn)。因此，金屬有機(jī)骨架在載藥方面成為了研究熱點(diǎn)。目前，制約金屬有機(jī)骨架在載藥領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素有以下兩點(diǎn):第一，金屬有機(jī)骨架在生理?xiàng)l件下大部分不穩(wěn)定；第二，金屬有機(jī)骨架對(duì)于生物體的毒性大小和生物相容程度并沒有明確的結(jié)論。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料，以增加金屬有機(jī)骨架在生理?xiàng)l件的穩(wěn)定性，提高其生物相容性，同時(shí)還可以繼續(xù)負(fù)載其他藥物分子，達(dá)到既能增加負(fù)載藥種類的效果，又能實(shí)現(xiàn)靶向輸送藥物、可控釋藥的目的。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供該殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的再一目的是提供該殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料，其金屬有機(jī)骨架通過表面裸露的有機(jī)配體所含有的化學(xué)基團(tuán)與殼聚糖大分子中含有的氨基基團(tuán)發(fā)生縮合反應(yīng)，將殼聚糖修飾到金屬有機(jī)骨架表面。
[0009]一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，包括以下步驟:[0010](I)納米尺寸金屬有機(jī)骨架的合成:以表面活性劑為模板，以含有N或O能夠提供孤電子對(duì)的原子的剛性配體為有機(jī)配體，以堿土金屬元素，如Be、Mg、Ca、Sr ;鑭系金屬元素，如 Ce、Sm、Eu、Ho、Tb、Er ;過渡金屬元素，如 Se、Y、T1、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、N1、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、In ;兩性元素元素，如 Al、Ga、Sn、Pb、Sb、Bi中的一種或一種以上的金屬元素的離子為金屬離子，采用水熱法或微波法或超聲法進(jìn)行合成；
[0011](2)向步驟(1)制得的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中滴加新鮮配置的EDC/NHS溶液，金屬有機(jī)骨架與EDC/NHS溶液加入量的摩爾比為1: (I~1.5)，EDC/NHS溶液中，EDC和NHS的濃度均為3~8mmol/L ;活化I~3小時(shí)之后，離心去除多余的EDC/NHS。將活化后的納米尺寸金屬有機(jī)骨架加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%殼聚糖醋酸溶液中(殼聚糖的平均相對(duì)分子量的范圍為5000~500000)，每IOml殼聚糖醋酸溶液中加入I~6ml金屬有機(jī)骨架，在15~45°C發(fā)生反應(yīng)，在電磁攪拌器上攪拌均勻，反應(yīng)20~60分鐘，反應(yīng)之后經(jīng)過固液分離、離心或者過濾，直接干燥或者在真空條件下干燥即得殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料；
[0012]步驟(1)中，所述表面活性劑為陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CATB)或陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(LAS)或高分子聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇、聚丙三醇；[0013]步驟(1)中，所述有機(jī)配體為多元酸，如對(duì)苯二甲酸、草酸、琥珀酸、酒石酸等二羧
酸；三苯胺三羧酸、苯三甲酸等三羧酸；
[0014]步驟(1)中，金屬離子以可溶性鹽的形式存在，如硝酸鹽、醋酸鹽；
[0015]步驟(1)中，納米尺寸金屬有機(jī)骨架的水熱法的合成方法為:將有機(jī)配體、金屬離子和表面活性劑模板按摩爾比為(0.1~0.5):1:(1~2.5)加入到反應(yīng)釜中，然后再加入N，N’-二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇、去離子水按體積比為(5~I):1:(0.1~0.5)組成的混合溶液，反應(yīng)物中金屬離子加入量與混合溶液的加入量的比為1:3~30(mol/ml)，在100~300°C下反應(yīng)3~72小時(shí)，冷卻，即得；
[0016]步驟(1)中，納米尺寸金屬有機(jī)骨架的微波法的合成方法為:將有機(jī)配體、金屬離子和表面活性劑模板按摩爾比為(0.2~0.4):1: (I~2.5)加入到N，N’ -二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇、去離子水按體積比為(5~I):1:(0.1~0.5)組成的混合溶液中，金屬離子加入量與混合溶液的摩爾比為:1:3~30，混勻，將混合體系用微波加熱處理lmin，停2min，再加熱3min，微波加熱功率為500~1000W，反應(yīng)后用水洗、醇洗至少一次，水、醇:金屬有機(jī)骨架混合溶液體積比為(10~500):1。洗滌后的產(chǎn)物于真空中干燥或自然干燥即得。
[0017]步驟(1)，納米尺寸金屬有機(jī)骨架的超聲法的合成方法為:將有機(jī)配體、金屬離子和表面活性劑模板按摩爾比為(0.2~0.4):1:(1~2.5)加入到N，N’-二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇、去離子水按體積比為(5~I):1:(0.1~0.5)組成的混合溶液中，金屬離子加入量與混合溶液的摩爾比為:1:3~30，混勻，在30°C恒溫水浴條件下超聲30~180min，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，分離后的固體交替水洗、醇洗至少一次，水、醇:金屬有機(jī)骨架混合溶液體積比為(10~500):1。洗滌后的產(chǎn)物于真空中干燥或自然干燥。
[0018]上述殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用。
[0019]表面活性劑作為封端劑，在合成納米材料的過程中可以通過偶極-偶極相互作用或范德華力來降低表面能和反應(yīng)體系中的總能量，從而控制晶體生長和促進(jìn)特殊形貌的形成。在合成納米尺寸金屬有機(jī)骨架過程中，表面活性劑的加入既能夠因?yàn)樽陨硇再|(zhì)自組裝形成各種有序分子模板，又可以利用其長分子鏈的位阻效應(yīng)避免納米尺寸金屬有機(jī)骨架間的團(tuán)聚，不僅能得到均一的晶體納米材料，而且在形成晶體的過程中微米、納米尺寸的金屬有機(jī)骨架能穩(wěn)定存在而不會(huì)聚集。各種反應(yīng)條件的不同使得合成的金屬有機(jī)骨架尺寸的不同及外在形貌的不同，如棒狀、立方體、球狀等規(guī)則的幾何外形或者無定型形狀。
[0020]在合成納米尺寸金屬有機(jī)骨架后，將藥物分子修飾到其骨架中，同時(shí)，由于金屬有機(jī)骨架表面會(huì)有裸露的有機(jī)配體所含有的化學(xué)基團(tuán)比如羧基等，利用殼聚糖大分子含有的大量活潑的氨基基團(tuán)，通過化學(xué)縮水縮合反應(yīng)將殼聚糖修飾到金屬有機(jī)骨架表面，在提高了金屬有機(jī)骨架的穩(wěn)定性、生物相容性及靶向性的同時(shí)，殼聚糖大分子可以同時(shí)負(fù)載另外一種藥物分子，更好的達(dá)到治愈疾病的效果。
[0021]藥物在體內(nèi)以多種釋放方式同時(shí)進(jìn)行，其中主要以這種方式進(jìn)行:
[0022](1)負(fù)載藥物的殼聚糖功能化的納米尺寸金屬有機(jī)骨架接上目標(biāo)方向的靶分子，當(dāng)與生理介質(zhì)接觸時(shí)，納米粒降解、骨架結(jié)構(gòu)分解之后，藥物釋放出來；
[0023](2)表面吸附的藥物及納米層表面的藥物溶解擴(kuò)散到介質(zhì)當(dāng)中；
[0024](3)溶解介質(zhì)滲透納米粒內(nèi)部，藥物從體系內(nèi)部滲透出來。
[0025]載藥率和包藥率的計(jì)算方式如下:
[0026]精確量取負(fù)載兩種藥物的殼聚糖修飾金屬有機(jī)骨架微球10ml，加入到250ml圓底燒瓶中，加入(0.1~Iml)鹽酸和(0.1~5ml)的二甲基亞砜混合溶液,超聲30~60分鐘后藥物充分溶解釋放。過濾，濾液定容于250ml容量瓶中，分取溶液2ml然后用無水乙醇稀釋1000倍，用分光光度計(jì)測(cè)其吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較求出其濃度，兩種藥物的包封率和載藥率可用以下計(jì)算公式計(jì)算:
[0027]載藥率=W。X100% /Wm，包藥率=WeX 100% /Wo
[0028]式中，Wo為加入藥物的總量，W。為藥物被包裹入殼聚糖修飾金屬有機(jī)骨架的量，Wm為殼聚糖修飾金屬有機(jī)骨架所包裹藥物的總重量。
[0029]本發(fā)明制備的殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料的載藥量約為5wt%~20wt%，包藥率約為30wt%~70wt%。
[0030]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:
[0031](I)本發(fā)明的殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料將天然生物大分子殼聚糖及其衍生物通過化學(xué)反應(yīng)修飾到金屬有機(jī)骨架上，其中殼聚糖具有生物相容性和生物可降解性，是自然界存在的唯一堿性無毒多糖，殼聚糖納米微粒具有附著在生物體粘膜表面的特性，尤其適應(yīng)于粘膜藥物的靶向輸送等，在藥物靶向運(yùn)輸及釋放、抗凝血藥物研發(fā)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，將殼聚糖及其衍生物修飾到金屬有機(jī)骨架使其功能化，可以在增加金屬有機(jī)骨架在生理?xiàng)l件的穩(wěn)定性、提高生物相容性的同時(shí)，又可以繼續(xù)負(fù)載其他藥物分子，達(dá)到既能增加負(fù)載藥種類的效果，又能實(shí)現(xiàn)靶向輸送藥物、可控釋藥的目的。
[0032](2)本發(fā)明的殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料的制備方法簡(jiǎn)單，制備條件易于控制和實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】
【附圖說明】[0033]圖1為殼聚糖的分子結(jié)構(gòu)式；
[0034]圖2為殼聚糖/殼聚糖衍生物修飾表面具有羧酸基團(tuán)的金屬有機(jī)骨架示意圖；
[0035]圖3為殼聚糖/殼聚糖衍生物修飾表面具有羧酸基團(tuán)的金屬有機(jī)骨架負(fù)載兩種藥物分子示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行限定。
[0037]實(shí)施例1
[0038]將合成納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料并負(fù)載抗腫瘤藥物5-氟尿嘧啶，利用殼聚糖對(duì)金屬有機(jī)骨架進(jìn)行修飾使其具有更好的生物相容性及穩(wěn)定性，之后負(fù)載上藥物分子亞葉酸，使其更好的應(yīng)用于治療腫瘤。選用4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為有機(jī)配體，利用晶體工程理論和化學(xué)自組裝技術(shù)與金屬元素Zn為節(jié)點(diǎn)來構(gòu)筑系列不同形狀的金屬有機(jī)骨架，將5-氟尿嘧啶修飾到金屬有機(jī)骨架之中。金屬有機(jī)骨架表面的羧基基團(tuán)用EDC活化后可連接帶有氨基的殼聚糖，通過殼聚糖負(fù)載藥物分子亞葉酸，具體步驟如下:
[0039](I)水熱法制備以鋅為節(jié)點(diǎn)，4，4’，4’’-三羧基三苯胺為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架:
[0040]將4，4，，4，，-三羧基三苯胺(0.25mmol)和醋酸鋅(Immol)、0.5g CATB加入聚四氟乙烯釜襯中，然后加 入15ml N，N’-二甲基甲酰胺和乙醇、去離子水按體積比為5:1:0.1組成的混合溶液，放入300°C烘箱中反應(yīng)13小時(shí)，將其自然冷卻，不同形貌的以鋅為節(jié)點(diǎn)，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架晶體就會(huì)析出。
[0041](2) 5-氟尿嘧啶的負(fù)載:
[0042]取2mg的5-氟尿嘧啶溶于5ml合成的以金屬Zn為節(jié)點(diǎn)，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架溶液，微熱使其溶解，然后放在超聲儀中超聲30min，使5-氟尿嘧啶進(jìn)入金屬有機(jī)骨架中。
[0043](3)金屬有機(jī)骨架的殼聚糖修飾及負(fù)載亞葉酸:
[0044]取36%的醋酸溶液將其稀釋到2%，加殼聚糖于2%的醋酸溶液中，經(jīng)過0.22 μ m的過濾膜過濾，制成質(zhì)量濃度為I %的殼聚糖醋酸溶液。取5ml新鮮配置的3mM EDC/NHS溶液加入3ml負(fù)載5-氟尿嘧啶的以金屬Zn為中心，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中活化2小時(shí)，之后離心，去除多余的EDC/NHS。將3ml活化后的負(fù)載5-氟尿嘧啶的以金屬Zn為中心，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架加入8ml含有殼聚糖醋酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的聚乙烯醇中，在電磁攪拌器上攪拌均勻35分鐘，得到殼聚糖修飾的負(fù)載5-氟尿嘧啶的金屬有機(jī)骨架；將4mg亞葉酸加入IOml殼聚糖修飾的負(fù)載5-氟尿嘧啶的金屬有機(jī)骨架中，微熱使其溶解，在超聲儀中超聲30分鐘，使亞葉酸吸附到殼聚糖有機(jī)大分子中，得到同時(shí)負(fù)載抗腫瘤藥物5-氟尿嘧啶和亞葉酸的以金屬Zn為節(jié)點(diǎn)，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架。
[0045](4)載藥率和包藥率的計(jì)算
[0046]精確量取本實(shí)施例制備的負(fù)載兩種藥物的殼聚糖修飾金屬有機(jī)骨架微球10ml，加入到250ml圓底燒瓶中，加入0.5ml鹽酸和2.5ml的二甲基亞砜混合溶液，超聲60分鐘后藥物充分溶解釋放。過濾，濾液定容于250ml容量瓶中，分取溶液2ml然后用無水乙醇稀釋1000倍，用分光光度計(jì)測(cè)其吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較求出其濃度，兩種藥物的包封率和載藥率可用以下計(jì)算公式計(jì)算:
[0047]載藥率=W。X100% /Wm，包藥率=WeX 100% /Wo
[0048]式中，Wo為加入藥物的總量，W。為藥物被包裹入殼聚糖修飾金屬有機(jī)骨架的量，Wm為殼聚糖修飾金屬有機(jī)骨架所包裹藥物的總重量。
[0049]本實(shí)施例的載藥量約為IOwt%，包藥率約為30wt%。
[0050]實(shí)施例2
[0051]當(dāng)藥物治療眼部疾病時(shí)，眼部被刺激后會(huì)產(chǎn)生大量淚液，將藥物稀釋并清除，使治療效果比較差，用殼聚糖修飾的納米尺寸金屬有機(jī)骨架作為藥物載體，由于殼聚糖納米微粒具有附著在生物體粘膜表面的特性，因此可以提高納米尺寸金屬有機(jī)骨架的靶向性，使其負(fù)載的藥物在眼部滯留的時(shí)間較長，有利于對(duì)眼部疾病的治療。本實(shí)例將殼聚糖修飾的納米尺寸金屬有機(jī)骨架同時(shí)負(fù)載治療原發(fā)性青光眼的藥物馬來酸噻嗎洛爾和倍他洛爾，可將其用于治療原發(fā)性青光眼。具體步驟如下:
[0052](I)超聲法制備以銅為節(jié)點(diǎn)，以三苯胺三羧酸為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架:
[0053]取三苯胺三 羧酸(0.2mmol)、硝酸銅(Immol)、0.4g CATB加入燒杯中，繼續(xù)加15ml的N，N’-二甲基甲酰胺、乙醇和去離子水按體積比為1:1:0.5組成的混合溶液，攪拌混合均勻，放入在30°C恒溫水浴條件下超聲30分鐘，超聲功率為500W，反應(yīng)完成后離心分離，交替水洗醇洗至少一次，得到以銅為節(jié)點(diǎn)，以三苯胺三羧酸為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架晶體。
[0054](2)馬來酸噻嗎洛爾的負(fù)載:
[0055]取3mg的馬來酸噻嗎洛爾加入8ml合成的以金屬Cu為節(jié)點(diǎn)，以三苯胺三羧酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架溶液，微熱使其溶解，然后放在超聲儀中超聲10分鐘，使馬來酸噻嗎洛爾進(jìn)入金屬有機(jī)骨架中。
[0056](3)金屬有機(jī)骨架的殼聚糖修飾及負(fù)載倍他洛爾:
[0057]取36%的醋酸溶液將其稀釋到2%，加殼聚糖于2%的醋酸溶液中，制成質(zhì)量濃度為I %的殼聚糖醋酸溶液，取5ml新鮮配置的5mM EDC/NHS溶液加入5ml負(fù)載馬來酸噻嗎洛爾的以金屬Cu為節(jié)點(diǎn)，以三苯胺三羧酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中活化I~3小時(shí)，之后離心，去除多余的EDC/NHS。取5ml負(fù)載馬來酸噻嗎洛爾的以金屬Cu為節(jié)點(diǎn)，以三苯胺三羧酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架加入IOml含有殼聚糖醋酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的聚乙烯醇中，在電磁攪拌器上攪拌均勻15~35分鐘，得到殼聚糖修飾的負(fù)載馬來酸噻嗎洛爾的金屬有機(jī)骨架df3mg倍他洛爾加入IOml殼聚糖修飾的負(fù)載馬來酸噻嗎洛爾的金屬有機(jī)骨架中，使其溶解，在超聲儀中超聲20分鐘，使倍他洛爾吸附到殼聚糖有機(jī)大分子中，得到同時(shí)負(fù)載治療青光眼藥物馬來酸噻嗎洛爾和倍他洛爾的以金屬Cu為中心，以三苯胺三羧酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架。
[0058](4)載藥率和包藥率的計(jì)算
[0059]方法同實(shí)施例1，本實(shí)施例的載藥量約為12wt%，包藥率約為35wt%。
[0060]實(shí)施例3[0061]針對(duì)某些病菌感染，抗菌藥物的聯(lián)用可以有效的殺菌、減緩疾病癥狀。本實(shí)例針對(duì)變形桿菌感染，使合成的殼聚糖修飾的殼聚糖修飾后的金屬Cu為節(jié)點(diǎn)，以對(duì)二苯甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架同時(shí)負(fù)載抗菌藥物氨芐青霉素和慶大霉素，可用于治療變形桿菌感染。具體步驟如下:
[0062](I):微波法制備以金屬Cu為節(jié)點(diǎn)，以對(duì)二苯甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架:
[0063]取對(duì)二苯甲酸(0.3mmol)、硝酸銅(Immol)、0.5g CATB>20ml 的 N, N’ - 二甲基甲酸胺、乙醇和去離子水按體積比為3:1:0.3組成的混合溶液，放入燒杯中，攪拌15min后，將混合體系用微波加熱處理lmin，停2分鐘，再加熱3分鐘，微波加熱功率為1000W，反應(yīng)后醇洗，得到不同形貌的以銅為節(jié)點(diǎn)，以對(duì)二苯甲酸為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架。
[0064](2)慶大霉素的負(fù)載:
[0065]取慶大霉素配成濃度為50mg/ml的溶液,將0.5ml加入5ml合成的以金屬Cu為中心，以對(duì)二苯甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架溶液，微熱使其溶解，然后放在超聲儀中超聲lOmin，使慶大霉素進(jìn)入金屬有機(jī)骨架中。
[0066](3)金屬有機(jī)骨架的殼聚糖修飾及負(fù)載氨芐青霉素:
[0067]取36%的醋酸溶液將其稀釋到2%，加殼聚糖于2%的醋酸溶液中，制成質(zhì)量濃度為1%的殼聚糖醋酸溶液，取5ml新鮮配置的8mM EDC/NHS溶液加入3ml負(fù)載慶大霉素的以金屬Cu為中心，以對(duì)二苯甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中活化I小時(shí)，之后離心，去除多余的EDC/NHS。取3ml負(fù)載慶大霉素的以金屬Cu為中心，以對(duì)二苯甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架在加入IOml含有殼聚糖醋酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的聚乙烯醇中，在電磁攪拌器上攪拌均勻35分鐘，得到殼聚糖修飾的負(fù)載慶大霉素的金屬有機(jī)骨架；將3mg氨芐青霉素加入8mL殼聚糖修飾的負(fù)載慶大霉素的金屬有機(jī)骨架中，在超聲儀中超聲lOmin，使氨芐青霉素吸附到殼聚糖有機(jī)大分子中，得到同時(shí)負(fù)載抗菌藥物氨芐青霉素和慶大霉素的以金屬Cu為中心，以對(duì)二苯甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架。
[0068](4)載藥率和包藥率的計(jì)算
[0069]方法同實(shí)施例1，本實(shí)施例的載藥量約為15wt%，包藥率約為40wt%。
[0070]實(shí)施例4
[0071]鼻腔中的鼻粘膜具有豐富的血管，對(duì)鼻腔給藥能夠提高藥物的吸收率。鼻腔給藥由于吸收率高、起效快、簡(jiǎn)單方便等成為制劑領(lǐng)域熱點(diǎn)之一。在生理?xiàng)l件下，鼻粘膜表面細(xì)胞蛋白具有負(fù)電荷，由于負(fù)載藥物的殼聚糖修飾金屬有機(jī)骨架表面由于帶有正電荷，可以產(chǎn)生電吸附從而使負(fù)載藥物的納米粒穿過鼻粘膜上皮細(xì)胞進(jìn)入人體循環(huán)。本實(shí)例將殼聚糖修飾的納米尺寸金屬有機(jī)骨架同時(shí)負(fù)載抗驚厥藥物地西泮(diazepam)和氯硝西泮(clonazepam),可將其用于癲癇持續(xù)狀態(tài)的急救。具體步驟如下:
[0072](I)水熱法制備以鎘為節(jié)點(diǎn)，4，4’，4’’-三羧基三苯胺為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架:
[0073] 將4，4，，4，，-三羧基三苯胺(0.25mmol)和硝酸鎘(Immol)、0.5g CATB加入聚四氟乙烯釜襯中，然后加入15ml N，N’-二甲基甲酰胺和甲醇、去離子水按體積比為3:1:0.3組成的混合溶液，放入300°C烘箱中反應(yīng)3小時(shí)，將其自然冷卻，不同形貌的以鎘為節(jié)點(diǎn)，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架晶體就會(huì)析出。[0074](2)地西泮的負(fù)載:
[0075] 取lml5mg/ml地西泮加入5ml合成的以金屬鎘為中心，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架溶液，微熱使其溶解，然后放在超聲儀中超聲10分鐘，使地西泮進(jìn)入金屬有機(jī)骨架中。
[0076](3)金屬有機(jī)骨架的殼聚糖修飾及負(fù)載氯硝西泮:
[0077]取36%的醋酸溶液將其稀釋到2%，加殼聚糖于2%的醋酸溶液中，制成質(zhì)量濃度為I %的殼聚糖醋酸溶液，取5ml新鮮配置的5mM EDC/NHS溶液加入4ml負(fù)載地西泮的以金屬鎘為中心，以4，4’，4’ 三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中活化3小時(shí)，之后離心，去除多余的EDC/NHS。取4ml負(fù)載地西泮的以金屬鎘為中心，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架在一定的條件下加入IOml含有殼聚糖醋酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的聚乙烯醇中，在電磁攪拌器上攪拌均勻15分鐘，得到殼聚糖修飾的負(fù)載地西泮的金屬有機(jī)骨架df3mg氯硝西泮加入IOml殼聚糖修飾的負(fù)載地西泮的金屬有機(jī)骨架中，使其溶解，在超聲儀中超聲20分鐘，使氯硝西泮吸附到殼聚糖有機(jī)大分子中，得到同時(shí)負(fù)載抗癲癇藥物地西泮和氯硝西泮的以金屬鎘為中心，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架。
[0078](4)載藥率和包藥率的計(jì)算
[0079]方法同實(shí)施例1，本實(shí)施例的載藥量約為10wt%，包藥率約為40wt%。
[0080]實(shí)施例5
[0081]氯吡格雷和阿司匹林聯(lián)用可以治療穩(wěn)定型心絞痛及糖尿病，這已經(jīng)被證明是安全和有效的。同時(shí)，這兩種藥品的聯(lián)用能夠降低血小板聚集率，可以抗血栓并預(yù)防心血管疾病的發(fā)生。但是阿司匹林在體內(nèi)水解成水楊酸后對(duì)胃腸道粘膜有刺激作用，為降低胃腸道不良反應(yīng)，提高藥物療效，將其包載到納米微球里面可以有效降低藥物副作用并且延長藥物代謝時(shí)間。本實(shí)例將殼聚糖修飾的納米尺寸金屬有機(jī)骨架同時(shí)負(fù)載氯吡格雷和阿司匹林，可將其用于心絞痛及糖尿病的治療及心血管疾病的預(yù)防。具體步驟如下:
[0082](1)超聲法制備以鐵為節(jié)點(diǎn)，以苯三甲酸為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架:
[0083]取苯三甲酸(0.3mmol)、硝酸鐵(Immol)、0.5g CATB加入燒杯中，繼續(xù)加15ml的N, N’-二甲基甲酰胺、乙醇和去離子水按體積比為3:1:0.3組成的混合溶液，攪拌混合均勻，放入在30°C恒溫水浴條件下超聲30分鐘，超聲功率為500W，反應(yīng)完成后離心分離，交替水洗醇洗至少一次，得到以鐵為節(jié)點(diǎn)，以苯三甲酸為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架晶體。
[0084](2)氯吡格雷的負(fù)載:
[0085]取4mg氯吡格雷加入IOml合成的以金屬Fe為中心，以苯三甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架溶液，微熱使其溶解，然后放在超聲儀中超聲10分鐘，使氯吡格雷進(jìn)入金屬有機(jī)骨架中。
[0086](3)金屬有機(jī)骨架的殼聚糖修飾及負(fù)載阿司匹林:
[0087]取36%的醋酸溶液將其稀釋到2%，加殼聚糖于2%的醋酸溶液中，制成質(zhì)量濃度為1%的殼聚糖醋酸溶液，取5ml新鮮配置的3mM EDC/NHS溶液加入5ml負(fù)載氯吡格雷的以金屬Fe為中心，以苯三甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中活化2小時(shí)，之后離心，去除多余的EDC/NHS。取5ml負(fù)載氯吡格雷的以金屬Fe為中心，以苯三甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架在一定的條件下加入15ml含有殼聚糖醋酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的聚乙烯醇中，在電磁攪拌器上攪拌均勻20分鐘，得到殼聚糖修飾的負(fù)載氯吡格雷的金屬有機(jī)骨架；將5mg阿司匹林加入IOml殼聚糖修飾的負(fù)載氯吡格雷的金屬有機(jī)骨架中，使其溶解,在超聲儀中超聲20分鐘，使阿司匹林吸附到殼聚糖有機(jī)大分子中，得到同時(shí)負(fù)載氯吡格雷和阿司匹林的以金屬Fe為中心，以苯三甲酸為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架。
[0088](4)載藥率和包藥率的計(jì)算
[0089]方法同實(shí)施例1，本實(shí)施例的載藥量為約15wt%，包藥率約為60wt%。
[0090]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可 做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，包括以下步驟: (1)納米尺寸金屬有機(jī)骨架的合成:以表面活性劑為模板，以含有N或O能夠提供孤電子對(duì)的原子的剛性配體為有機(jī)配體，以堿土金屬元素，鑭系金屬元素，過渡金屬元素，兩性元素中的一種或一種以上的金屬元素的離子為金屬離子，采用水熱法或微波法或超聲法進(jìn)行合成； (2)向步驟(1)制得的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中滴加新鮮配置的EDC/NHS溶液，金屬有機(jī)骨架與EDC/NHS溶液加入量的摩爾比為1: (I~1.5)，EDC/NHS溶液中，EDC和NHS的濃度均為3~8mmol/L ;活化I~3小時(shí)之后，離心去除多余的EDC/NHS ;將活化后的納米尺寸金屬有機(jī)骨架加入到含有殼聚糖醋酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的聚乙烯醇溶液中，每IOml殼聚糖溶液中加入I~6ml金屬有機(jī)骨架,在15~45°C發(fā)生反應(yīng),在電磁攪拌器上攪拌均勻反應(yīng)20~60分鐘,反應(yīng)之后經(jīng)過固液分離、離心或者過濾,直接干燥或者在真空條件下干燥即得殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料； 步驟(1)中，所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨或陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉或聚乙烯醇或聚乙二醇或聚丙三醇； 步驟(1)中， 所述有機(jī)配體為對(duì)苯二甲酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、三苯胺三羧酸或苯三甲酸； 步驟(1)中，所述堿土金屬兀素為Be、Mg、Ca、Sr ;鑭系金屬兀素為Ce、Sm、Eu、Ho、Tb、Er ;過渡金屬元素為 Se、Y、T1、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、N1、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg ;兩性元素元素為 Al、Ga、Sn、Pb、Sb、Bi。
2.如權(quán)利要求1所述的一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，納米尺寸金屬有機(jī)骨架的水熱法的合成方法為:將有機(jī)配體、金屬離子和表面活性劑模板按摩爾比為(0.1~0.5):1:(1~2.5)加入到反應(yīng)釜中，然后再加入N，N’-二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇、去離子水按體積比為(5~I):1:(0.1~0.5)組成的混合溶液，反應(yīng)物中金屬離子加入量與混合溶液的加入量的比為Imol:3~30ml，在100~300°C下反應(yīng)3~72小時(shí)，冷卻，即得； 納米尺寸金屬有機(jī)骨架的微波法的合成方法為:將有機(jī)配體、金屬離子和表面活性劑模板按摩爾比為(0.2~0.4):1:(1~2.5)加入到N，N’-二甲基甲酰胺、乙醇或甲醇、去離子水按體積比為(5~I):1: (0.1~0.5)組成的混合溶液中，金屬離子加入量與混合溶液的加入量的比為Imol:3~30ml ;將混合體系用微波加熱處理I分鐘，停2分鐘，再加熱3分鐘，微波加熱功率為500~1000W，反應(yīng)后用水洗、醇洗至少一次，水、醇:金屬有機(jī)骨架混合溶液體積比為(10~500):1，洗滌后的產(chǎn)物于真空中干燥或自然干燥，即得； 納米尺寸金屬有機(jī)骨架的超聲法的合成方法為:將有機(jī)配體、金屬離子和表面活性劑模板按摩爾比為(0.2~0.4):1:(1~2.5)加入到N，N’-二甲基甲酰胺、乙醇和去離子水按體積比為(5~I):1: (0.1~0.5)組成的混合溶液中，金屬離子加入量與混合溶液的加入量的比為Imol:3~30ml，混勻，在30°C恒溫水浴條件下超聲30~180min，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，分離后的固體交替水洗、醇洗至少一次,水、醇:金屬有機(jī)骨架混合溶液體積比為(10~500):1，洗滌后的產(chǎn)物于真空中干燥或自然干燥，即得。
3.權(quán)利要求1或2所述的制備方法制備得到的殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料。
4.權(quán)利要求3所述的一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用。
5.如權(quán)利要求4所述的一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用，其特征在于，所述殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料在負(fù)載抗腫瘤藥物5-氟尿嘧啶和亞葉酸中的應(yīng)用。
6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用方法為: (1)水熱法制備以鋅為節(jié)點(diǎn)，4，4’，4’’ -三羧基三苯胺為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架: 將0.25臟014，4’，4’’-三羧基三苯胺和Immol醋酸鋅、0.5g CATB加入聚四氟乙烯釜襯中，然后加入15ml N，N’-二甲基甲酰胺和乙醇、去離子水按體積比為5:1:0.1組成的混合溶液，放入300°C烘箱中反應(yīng)3小時(shí)，將其自然冷卻，不同形貌的以鋅為節(jié)點(diǎn)，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為有機(jī)連接體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架晶體就會(huì)析出； (2)5-氟尿嘧啶的負(fù)載: 取2mg的5-氟尿嘧啶溶于5ml合成的以金屬Zn為節(jié)點(diǎn)，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架，微熱使其溶解，然后放在超聲儀中超聲30分鐘，使5-氟尿嘧啶進(jìn)入金屬有機(jī)骨架中； (3)金屬有機(jī)骨架的殼聚糖修飾及負(fù)載亞葉酸: 取36%的醋酸溶液將其稀釋到2 %，加殼聚糖于2%的醋酸溶液中，經(jīng)過0.22 μ m的過濾膜過濾，制成質(zhì)量濃度為I %的殼聚糖醋酸溶液；取5ml新鮮配置的3~8mM EDC/NHS溶液加入3ml負(fù)載5-氟尿嘧啶的以金屬Zn為中心，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架中活化I~3小時(shí)，之后離心，去除多余的EDC/NHS ;取3ml負(fù)載5-氟尿嘧啶的以金屬Zn為中心，以4，4’，4’ 三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架加入8ml含有殼聚糖醋酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的聚乙烯醇中，在電磁攪拌器上攪拌均勻15~35分鐘，得到殼聚糖修飾的負(fù)載5-氟尿嘧啶的金屬有機(jī)骨架；將4mg亞葉酸加入IOml殼聚糖修飾的負(fù)載5-氟尿嘧啶的金屬有機(jī)骨架中，微熱使其溶解，在超聲儀中超聲30min，使亞葉酸吸附到殼聚糖有機(jī)大分子中，得到同時(shí)負(fù)載抗腫瘤藥物5-氟尿嘧啶和亞葉酸的以金屬Zn為節(jié)點(diǎn)，以4，4’，4’ ’ -三羧基三苯胺為配體的納米尺寸金屬有機(jī)骨架。
7.如權(quán)利要求4所述的一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用，其特征在于，所述殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料在負(fù)載馬來酸噻嗎洛爾和倍他洛爾中的應(yīng)用。
8.如權(quán)利要求4所述的一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用，其特征在于，所述殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料在負(fù)載氨芐青霉素和慶大霉素中的應(yīng)用。
9.如權(quán)利要求4所述的一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用，其特征在于，所述殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料在負(fù)載地西泮和氯硝西泮中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求4所述的一種殼聚糖功能化金屬有機(jī)骨架材料在藥物負(fù)載中的應(yīng)用，其特征在于，所述殼聚糖功能化納米尺寸金屬有機(jī)骨架材料在負(fù)載氯吡格雷和阿司匹林中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A61K47/36GK103920158SQ201410168117
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】王宗花, 閆志勇, 趙凱, 夏建飛, 張菲菲, 夏霖, 遲德玲, 夏臨華, 李延輝, 夏延致 申請(qǐng)人:青島大學(xué)