[发明专利]一种多功能配位聚合物纳米材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于医学材料领域，特别涉及一种以1,1’-二茂铁二羧酸-钆纳米粒子为核，以二氧化硅为壳，并在壳表面修饰功能性材料的配位聚合物纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

金属有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks）是指由含氧、氮等多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金属离子通过自组装而形成的配位聚合物，这种材料可以应用在光学、催化、生物传感、药物传输、生物成像、气体识别、气体储存等方面。其中，羧酸类有机物桥接构成的金属有机骨架化合物具有坚固、稳定的结构，更是被众多研究者重视。二茂铁羧酸类化合物很早就已经被合成出来，但对它们的配位特性研究的还很少。实际上，二茂铁羧酸作为配体具有很多优势：羧酸基团配位模式的多样性使得自组装反应较易进行，同时，二茂铁基团引入到金属有机骨架中可以将金属有机化学与配合物有机结合起来，合成的材料包含了两者的优良特性。近年来，金属有机骨架化合物已经缩小到了纳米尺寸。与传统的纳米药物载体相比，纳米金属有机骨架化合物（NMOFs）具有很多的优势，如合成条件比较温和、形貌可调、结构多样、载药量高、自身可降解等。用二氧化硅或者有机聚合物来修饰NMOFs，可改善NMOFs的稳定性、生物相容性。

磁共振成像(MRI)的造影剂能够增加不同组织间的明暗对比，可以使病变组织与其周围环境之对比突显出来以更方便判断影像明暗。由于NMOFs可含有大量的顺磁性金属离子，所以它们被广泛用于磁共振成像(MRI)的造影剂，现有的造影剂的缺点；对于肿瘤的传统的药物治疗来说，尽管抗细胞增殖药物可以杀死肿瘤细胞，但由于周围血管的支持，残存肿瘤细胞仍可获得血供而得以继续生长。同时，异常的肿瘤血管使药物向肿瘤组织内部递送减少，最终导致抗细胞增殖治疗的疗效受限。靶向治疗，是在细胞分子水平上，针对已经明确的致癌位点来设计相应的治疗药物，药物进入体内会特异地选择致癌位点来相结合发生作用，使肿瘤细胞特异性死亡，而不会波及肿瘤周围的正常组织细胞，也使得治疗操作更安全，疗效更高。

经过检索，国内外专利和公开出版物上均没有公开与本发明相同的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种以1,1’-二茂铁二羧酸-钆纳米粒子为核，以二氧化硅为壳，并在壳表面修饰发光的有机染料和靶向材料的磁性纳米材料，该磁性纳米材料的粒径均一、分散性及水溶性好、具有优异的磁学性质、发光性能及靶向治疗功能。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述配位聚合物纳米材料的方法,该工艺反应温和、操作简单、绿色无污染。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多功能配位聚合物纳米材料，其特征在于：该纳米材料以1,1’-二茂铁二羧酸-钆纳米粒子为核，核的粒径为60-85nm，以二氧化硅为壳，并在壳表面修饰异硫氰酸罗丹明B及精氨酸甘氨酸天冬胺酸三肽（靶向材料RGD），该纳米材料的粒径为60-100nm。

上述多功能配位聚合物纳米材料的制备方法，其步骤包括：

（1）将1,1’-二茂铁二羧酸溶于无水乙醇中，加入四水合醋酸钆水溶液，搅拌反应6-10小时，沉淀、洗涤后得到1,1’-二茂铁二羧酸-钆纳米粒子；

（2）将步骤（1）中制得的1,1’-二茂铁二羧酸-钆纳米粒子溶于无水乙醇中，弱碱性条件下加入正硅酸四乙酯，搅拌反应25-40小时、沉淀、洗涤；将得到的沉淀物分散在无水乙醇中，弱碱性条件下加入硅烷偶联剂，搅拌、沉淀、洗涤即得到二氧化硅包裹的表面带氨基的1,1’-二茂铁二羧酸-钆纳米粒子；

（3）将步骤（2）中制得到的二氧化硅包裹的表面带氨基的1,1’-二茂铁二羧酸-钆纳米粒子溶于无水四氢呋喃中，加入异硫氰酸罗丹明B，然后将混合液搅拌反应8-12小时、离心分离、洗涤即得磁光纳米粒子；

（4）将步骤（3）中制得的磁光纳米粒子溶解于无水乙醇中，然后加入6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯、1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐，超声溶解，反应、分离后得到沉淀物；将沉淀物分散在无水乙醇中，加入精氨酸甘氨酸天冬胺酸三肽，反应6-10小时后离心分离，即得多功能配位聚合物纳米材料。

所述步骤（1）中，1,1’-二茂铁二羧酸与四水合醋酸钆的摩尔比为1:0.9-1.1，1,1’-二茂铁二羧酸与无水乙醇用量比为2-3mmol/L；该四水合醋酸钆水溶液的浓度为4-6mmol/L。优选的，所述1,1’-二茂铁二羧酸与四水合醋酸钆的摩尔比为1:1。