[发明专利]非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料及其制备方法和应用。所述非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料包括钼酸钴‑磷钼酸复合纳米片和表面修饰所述复合纳米片的生物相容性聚合物；钼酸钴和磷钼酸的质量比为1：2‑1：4；所述钼酸钴‑磷钼酸复合纳米片和生物相容性聚合物的质量比为1：5‑1：15。所述非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料能够和过氧化氢反应产生同样活性的·OH，且同时能减少肿瘤环境中的GSH抗氧化剂来达到有效的脂质过氧化物累积。

技术领域

本发明属于生物纳米材料技术领域，具体涉及一种非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

细胞死亡方式主要包括凋亡和非凋亡。肿瘤自身的抗凋亡能力及肿瘤生长需要更多的铁累积和脂质代谢，故作为非凋亡细胞死亡方式的铁死亡受到更多关注。致癌信号会刺激氧化活性相关的酶使得活性氧物种(ROS)增加，通常也伴随着具有抗氧化能力的谷胱甘肽(GSH)的代谢来消除高表达的活性氧。利用肿瘤微环境中丰富的过氧化氢，Fe²⁺引导的芬顿(Fenton)反应产生高毒性羟基自由基(·OH)，促进脂质过氧化物的产生进而导致铁死亡。然而，具有活性氧清除能力的GSH的存在阻碍了ROS引起的化学动力学、声动力学和光动力学等治疗手段应用，且铁基材料容易引起正常组织铁过敏反应。并且GSH的存在维持了谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的活性使毒性脂质过氧化物还原为低毒性的类脂醇，导致减弱铁死亡疗效。因此，开发其他金属化合物替代物使之能够用于铁死亡治疗成为当前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料及其制备方法和应用，所述非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料能够和过氧化氢反应产生同样活性的·OH，且同时能减少肿瘤环境中的GSH抗氧化剂来达到有效的脂质过氧化物累积。

第一方面，本发明提供一种非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料。所述非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料包括钼酸钴-磷钼酸复合纳米片和表面修饰所述复合纳米片的生物相容性聚合物；钼酸钴和磷钼酸的质量比为1：2-1：4；所述钼酸钴-磷钼酸复合纳米片和生物相容性聚合物的质量比为1：5-1：15。通过将上述质量比控制在该范围内，能够保证该材料的生物相容性以及谷胱甘肽消耗协同活性氧物种性能。

较佳地，所述生物相容性聚合物包括聚醚F127、大豆磷脂、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇中的至少一种，优选为聚醚F127。

较佳地，所述钼酸钴-磷钼酸复合纳米片是在纳米片中均匀分散且相互交织的复合物。

较佳地，所述非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料同时具有谷胱甘肽消耗能力和活性氧产生能力；优选地，非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料与肿瘤内过表达的谷胱甘肽发生氧化还原反应消除谷胱甘肽，并在其与谷胱甘肽的氧化还原反应过程中增加活性氧的产生。

较佳地，非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料与谷胱甘肽发生氧化还原反应后的产物与过氧化氢进一步反应通过罗素机制产生单线态氧¹O₂活性氧物种。

第二方面，本发明提供上述任一项所述的非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料的制备方法。所述制备方法包括：将钼源、钴源和有机溶剂混合得到混合溶液；将混合溶液转移至高压釜中进行反应，反应结束后离心洗涤，收集反应产物；将反应产物与生物相容性聚合物分散混合，得到所述非铁基谷胱甘肽消耗协同活性氧物种增强复合材料。

较佳地，所述钼源为含钼的多金属氧酸盐，钼源的浓度为0.01-0.02mM；所述钴源为钴盐，钴源的浓度为0.06-0.07mM；所述有机溶剂为丙酮、乙醇胺和油胺的混合物，优选地，丙酮、乙醇胺和油胺的体积比为(1–4)：(1–4)：(1–4)。

较佳地，反应温度为160-200℃，反应时间为3-12h。