专利名称：一种纳米稀土三元抗癌化合物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属制药技术领域，更具体地，是涉及一种抗癌功能的配合物。
背景技术：
癌症的化学治疗近年来有飞速发展，新抗癌药不断出现。紫杉醇、喜树碱衍生物及维甲类化合物抗肿瘤治疗作用的证实被誉为90年代抗癌药物研究的重大发现。降低癌症发病率主要靠早期发现和预防，现在已经知道肿瘤是一种特殊的疾病，由正常组织转变为癌一般都经过癌前阶段，而癌前疾病的治疗是癌的药物预防的理想靶点。因此，抗癌药物已不限于传统的细胞毒型药物，癌预防药物的研究与开发已成为有前景的新领域。近年来，随着分子生物学的进步及癌治疗研究的发展，已经证明，癌症是一种多基因疾病，由至少两种以上癌基因经多阶段变化所致。癌细胞生物学研究的进步为癌的预防提供了不少新靶点，开辟了新的领域。
寻找对宿主毒性小，对癌细胞有选择性抑制作用的抗癌药物，可以从天然资源，如植物、动物、海洋中获得有效物质，也可以利用已知抗癌化合物进行改造，使之比现有药活性更高、毒性更低、更加有效。目前国内外的化学合成抗癌产品品种繁多，但也存在一些不足(1)制药行业对环境污染很严重；(2)如何减少用药量和毒副作用也是一个重要问题。
固相化学反应是指有固体物质直接参与的反应，它既包括经典的固—固反应，也包括固-气反应和固-液反应。固相反应由于不使用溶剂，具有高选择性、高产率、工艺过程简单、符合绿色化学以及可实现分子自组装等优点，已成为人们制备新化合物的主要手段之一。在配位化学领域中，配合物的合成大都是在溶液相中进行的，利用低热温度或室温固相反应方法的合成化学尚未引起人们的重视。由于许多固相配位化学反应在室温或低热温度条件下即能发生，并进行到底，故可用来直接合成许多简单的配合物。与通常所用的溶液合成法相比，固相反应方法不涉及反应物的溶解和产物的结晶等，因而往往具有操作简便，产率高的特点，在某些情况下，其优点更为明显。
稀土和羧酸及杂环类进行反应，制备稀土羧酸杂环三元配合物前人有所报道。经国内外文献检索，类似的有吴惠霞等2002年在《中国稀土学报》上发表了“稀土烟酸与8羟基喹啉三元配合物的合成、表征及荧光光谱”，制备方法为RECl3·6H2O(RE＝La，Eu，Dy)由RE2O3溶于盐酸制得，TbCl3·6H2O由Tb4O7溶于浓盐酸和浓H2O2溶液制得。三元固体配合物的合成往含有5mmol HL的乙醇溶液中加入计量的NaOH溶液并微热，使之生成钠盐。然后与含5mmolHhq的乙醇溶液混合。在60℃下，边搅拌边将混合配体溶液缓慢滴入含5mmolRECl3·6H2O的乙醇溶液中。调节最终pH＝6.5～7.0，再继续反应1h，陈化，将沉淀抽滤，用95％乙醇洗涤，除去未反应的有机配体，再用60℃二次蒸馏水洗涤至滤液中不含氯离子。真空干燥，得固体配合物。但此制备方法采取的不是低温固相法和纳米技术，而是沉淀法；研究的化合物为稀土烟酸与8羟基喹啉三元配合物；研究的理化性质是荧光光谱，没有研究药理性质。
发明内容
所要解决的技术问题本发明需要解决的技术问题是提供一种纳米稀土三元抗癌化合物及其制备方法和应用，以克服现有的类似三元配合物的制备方法复杂、且均为常规粒径、尚未有纳米粒径的制备方法的不足，也为了克服现有抗癌化合物价格高昂、用药量大、毒性高、副作用大、对环境易产生污染的缺陷。
技术方案本发明的技术方案之一为提供一种纳米稀土三元化合物，化学式为RE(A)(hq)其中，RE选自稀土离子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种或一种以上，A为钼酸根或钨酸根，hq为8-羟基喹啉、邻菲罗啉或吡啶。
上述的纳米稀土三元化合物的优选方案之一为，所说化合物的粒径范围为1-100nm。进一步优选化合物的粒径范围为50-100nm。
上述的纳米稀土三元化合物的优选方案之二为，所说化合物的颜色与稀土离子颜色一致，且粒度分布均匀。
本发明的技术方案之二为提供上述的纳米稀土三元化合物的制备方法，包括如下步骤(1)取摩尔比为1∶1的钨酸盐或钼酸盐和杂环化合物混合、研磨均匀；(2)加入与杂环化合物相同摩尔数的RECl3·xH2O，研磨；(3)用乙醇和水的混合溶液浸泡三元配合物，并洗去残留的杂环化合物；(4)洗涤除去氯离子，干燥，研磨到纳米级；其中，RE选自稀土离子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种或一种以上。
上述的纳米稀土三元化合物的制备方法的优选方案之一为，所说的钨酸盐或钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾、钨酸钠或钨酸钾中的一种。
上述的纳米稀土三元化合物的制备方法的优选方案之二为，所说的杂环化合物为8-羟基喹啉、邻菲罗啉或吡啶。
上述的纳米稀土三元化合物的制备方法的优选方案之三为，所说的RECl3·xH2O预先由RE2O3与盐酸反应制得；其中，RE选自La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种或一种以上。
本发明的技术方案之三为提供上述的纳米稀土三元化合物的应用，即利用其促进癌细胞凋亡。优选方案为，以0.625-5mg/mL的终浓度作用于早幼粒细胞性白血病细胞。
有益效果与传统的单一抗癌化合物稀土、钼酸或钨酸以及杂环类化合物相比，本发明的纳米稀土钼酸或钨酸杂环类化合物具有如下特点(1)本发明的纳米稀土钼酸或钨酸杂环类化合物是一种以配位键结合的稀土钼酸或钨酸杂环类配合物，产品具有较好的化学稳定性和热稳定性，可经受408℃以上的高温，可在常温下使用、保存和运输。
(2)本发明的化合物具有良好的脂溶性，按照相似相溶的原理，它更加容易进入细胞膜而在细胞内起作用。
(3)本发明的纳米稀土三元抗癌化合物制备方法简单、制备价格低廉、制造环节中对环境的影响小，属安全产品，半致死剂量LD50超过2～5g/kg，达到食品添加剂级别的要求。急性皮肤实验表明对人体无害。
(4)对体外培养的早幼粒细胞性白血病细胞凋亡作用显著，单位药量的抗癌能力因三种抗癌官能团的协同作用而更加强劲，使用中由于用药量少，使药物毒性更小，对正常细胞杀伤作用小。
(5)本发明的产品外观呈黄色粉末，平均粒径＜100nm，粒度分布均匀。因为产品是纳米级因而具有极高的比表面积，易于与微米级的癌细胞作用，使其凋亡。同时，可增加使用效果、降低使用量，而普通粒径的同类药物配合物则不具有这种优越性。
(6)本发明的纳米稀土钼酸或钨酸杂环类抗癌化合物中所涉及的官能团只是几个个例，比如稀土离子不止La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+和Y3+这8种、其间组合多种多样、钼酸根或钨酸根可由其他金属氧化物离子替代、杂环化合物除了8-羟基喹啉、邻菲罗啉和吡啶还可以采用其他多种多肿瘤细胞有特异性抑制作用的化合物等等，这种发明构思在纳米抗癌药物研究方面具有重要前景。
图1是纳米稀土钼酸或钨酸杂环类抗癌化合物的电子显微镜照片。
图2是正常早幼粒细胞性白血病细胞(上图)和经过抗癌化合物处理的凋亡早幼粒细胞性白血病细胞(下图)的荧光显微镜图，箭头所指为典型的凋亡细胞。图中标尺为30微米。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，如化工产品手册，或按照制造厂商所建议的条件。RE2O3(＞99.95％)购自上海跃龙有色金属有限公司，钨酸盐和钼酸盐购自泰州市欧普特钨钼制品有限公司。其他无机化学试剂和有机试剂购自上海化学试剂厂。早幼粒细胞性白血病细胞来源于中国科学院上海细胞库。
实施例1纳米稀土钼酸杂环类三元抗癌配合物及其制备方法取0.01mol钼酸盐(钼酸钠或钼酸钾)，与0.01mol 8-羟基喹啉在玛瑙研钵中混合；研磨均匀后加入0.01mol RECl3·xH2O(预先由RE2O3与盐酸反应制得)，研磨40分钟；用乙醇和水的混合溶液浸泡三元配合物；抽滤，用乙醇洗去残留的8-羟基喹啉，再用二次蒸馏水洗涤除去氯离子(Cl-)，真空干燥8-12小时。研磨至纳米级得到RE(A)(hq)。
注A为钼酸根，hq为8-羟基喹啉、邻菲罗啉或吡啶。RE可以为La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种，也可以是一种以上的组合，比如稀土La3+和Ce3+、Pr3+和Nd3+和Sm3+、Eu3+和Er3+和Y3+、Ce3+和Sm3+和Eu3+和Er3+和Y3+、甚至8种稀土元素的全部，n种RECl3·xH2O为原料时，各取0.01mol与0.02×n mol的钼酸盐混和反应，其反应条件和过程相同。
同理，利用上述的方法也可以制备含邻菲罗啉或吡啶等杂环类化合物与不同的稀土离子和钼酸的配合物，具体做法只要将相同mol数的邻菲罗啉或吡啶取代8-羟基喹啉参与反应即可，所获产品符合通式RE(A)(hq)。
实施例2纳米稀土钨酸杂环类三元抗癌配合物及其制备方法取0.01mol钨酸盐(钨酸钠或钨酸钾)，与0.01mol 8-羟基喹啉在玛瑙研钵中混合；研磨均匀后加入0.01mol RECl3·xH2O(预先由RE2O3与盐酸反应制得)，研磨半个小时；抽滤，用乙醇洗去残留的8-羟基喹啉，再用二次蒸馏水洗涤除去氯离子(Cl-)，真空干燥10小时。得到RE(A)(hq)。研磨至纳米级。
注A为钨酸根，hq为8-羟基喹啉、邻菲罗啉或吡啶。RE可以为La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种，也可以是一种以上的组合，比如稀土La3+和Ce3+、Pr3+和Nd3+和Sm3+、Eu3+和Er3+和Y3+、Ce3+和Sm3+和Eu3+和Er3+和Y3+、甚至8种稀土元素的全部，n种RECl3·xH2O为原料时，各取0.01mol与0.02×n mol的钨酸盐混和反应，其反应条件和过程相同。
同理，利用上述的方法也可以制备含邻菲罗啉或吡啶等杂环类化合物与不同的稀土离子和钨酸的配合物，具体做法只要将相同mol数的邻菲罗啉或吡啶取代8-羟基喹啉参与反应即可，所获产品符合通式RE(A)(hq)。
实施例3将实施例1和2所制备的配合物分别溶于DMSO，分别配制成0.625mg/mL，1.25mg/mL，2.5mg/mL，5mg/mL的溶液，加入快速生长期的早幼粒细胞性白血病细胞培养液中，使终浓度为2×105个/mL左右。48小时后在荧光倒置显微镜下观察细胞生长情况并且计数。图2。
结果显示，以稀土钼酸杂环类配合物处理的白血病细胞，其凋亡率分别为35.33％，46.5％，67.17％，87.33％，差异显著；以稀土钨酸杂环类配合物处理的白血病细胞，其凋亡率分别为40.83％，46％，62.67％，76.5％，差异显著。见表1。
以同样终浓度的8-羟基喹啉处理白血病细胞并以空白为对照，活细胞坏死。
以同样终浓度的稀土离子(La3+或Ce3+或Pr3+或Nd3+或Sm3+或Eu3+或Er3+或Y3+)处理白血病细胞并以空白为对照，其凋亡率均低于三元配合物处理组，如Er3+处理组的各浓度组凋亡率分别为29.17％，29.67％，33.17％，39.5％，差异显著。
以同样终浓度的钨酸处理白血病细胞并以空白为对照，其凋亡率分别为17.67％，18.5％，19.67％，20.67％，差异显著。
非纳米粒径的上述三元配合物的凋亡率与纳米级相比，结果相差极为悬殊。
表1.纳米稀土三元化合物对癌细胞的凋亡率的测定结果样品浓度(μg/ml)癌细胞凋亡率(％)Pr-Mo-8-羟基喹啉0.625 35.331.25 46.52.567.175 87.33Er-Mo-8-羟基喹啉0.625 38.751.25 53.52.567.5
5 85Nd-W-8-羟基喹啉0.625 32.831.25 41.162.562.835 76.5Er-W-8-羟基喹啉0.625 40.831.25 462.562.675 76.权利要求
1.一种纳米稀土三元化合物，化学式为RE(A)(hq)其中，RE选自稀土离子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种或一种以上，A为钼酸根或钨酸根，hq为8-羟基喹啉、邻菲罗啉或吡啶。
2.根据权利要求1所述的纳米稀土三元化合物，其特征在于，所说化合物的粒径范围为1-100nm。
3.根据权利要求2所述的纳米稀土三元化合物，其特征在于，所说化合物的粒径范围为50-100nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的纳米稀土三元化合物，其特征在于，所说化合物的颜色与稀土离子颜色一致，且粒度分布均匀。
5.权利要求1所述的纳米稀土三元化合物的制备方法，包括如下步骤(1)取摩尔比为1∶1的钨酸盐或钼酸盐和杂环化合物混合、研磨均匀；(2)加入与杂环化合物相同摩尔数的RECl3·xH2O，研磨；(3)用乙醇和水的混合溶液浸泡三元配合物，并洗去残留的杂环化合物；(4)洗涤除去氯离子，干燥，研磨到纳米级；其中，RE选自稀土离子La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种或一种以上。
6.根据权利要求5所述的纳米稀土三元化合物的制备方法，其特征在于，所说的钨酸盐或钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾、钨酸钠或钨酸钾中的一种。
7.根据权利要求5所述的纳米稀土三元化合物的制备方法，其特征在于，所说的杂环化合物为8-羟基喹啉、邻菲罗啉或吡啶。
8.根据权利要求5所述的纳米稀土三元化合物的制备方法，其特征在于，所说的RECl3·xH2O预先由RE2O3与盐酸反应制得；其中，RE选自La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Er3+或Y3+中的一种或一种以上。
9.权利要求1所述的纳米稀土三元化合物的应用，即利用其促进癌细胞凋亡。
10.根据权利要求9所述的纳米稀土三元化合物的应用，其特征在于，以0.625-5mg/mL的终浓度作用于早幼粒细胞性白血病细胞。
全文摘要
本发明涉及一种纳米稀土三元抗癌化合物及其制备方法和应用，该化合物的化学式为RE(A)(hq)；其中，RE选自稀土离子La
文档编号C07D213/06GK1887877SQ20061002919
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年7月21日
发明者何其庄, 郑文捷, 李兴玉, 闵慧 申请人:上海师范大学