一种铜配位共价有机框架纳米粒子、其制备方法及其应用与流程

本发明涉及生物医用材料，具体涉及一种铜配位共价有机框架纳米粒子、其制备方法及其应用。

背景技术：

1、肿瘤微环境已经被报道对肿瘤的免疫治疗效果有影响。肿瘤微环境中的t细胞浸润是免疫检查点阻断成功的关键，增加cd8+t细胞的浸润，可以提高免疫检查点阻断疗法的响应率。一方面，细胞内活性氧(ros)诱导产生的免疫原性细胞死亡作为一种有效增加cd8+t细胞的浸润的策略(参见y.wang,y.ding,d.yao,et al.small,2021,17:2006231.)，通过实现细胞内ros的产生，有望对肿瘤带来有效的抑制。另一方面，基于芬顿(fenton)效应的化学动力学疗法也受到广大研究人员的关注，细胞内产生ros后会发生氧化应激，存在的抗氧化剂，比如谷胱甘肽(gsh)会增加，用以淬灭ros。因此，清除gsh可以增强芬顿效应的效果。

2、金属纳米粒子在生物医学领域不断展示出更多独特的优势，逐渐受到研究人员的广泛关注。铜和铁因其良好的生物相容性和配位能力，在抗肿瘤纳米粒子中得到了广泛的研究，在成像、递送和放射治疗增敏方面不断展现出巨大的潜力。基于铜的类芬顿试剂由于在比fe2+更宽的ph范围内具有优异的催化活性而引起了人们的极大关注。例如，tsvetkov等人最新定义和报道了铜中毒(参见p.tsvetkov,s.coy,b.petrova,et al.science,2022,375:1254-1261.)，与其他已知的细胞死亡形式不同，铜中毒是一种铜依赖性非凋亡细胞死亡形式。但在溶液中直接保留cu+是非常困难的，因其非常容易被氧化生成cu2+而失去催化活性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铜配位共价有机框架(cof,covalentorganic frameworks)纳米粒子、其制备方法及其应用，本发明提供的铜配位共价有机框架纳米粒子具有优异的细胞杀伤和免疫原性细胞死亡诱导能力。

2、本发明提供了一种铜配位共价有机框架纳米粒子，由cof纳米粒子和铜盐配位得到；

3、所述cof纳米粒子由式(i)所示的二胺类单体和三醛基间苯三酚单体反应得到：

4、nh2-ar-nh2式(i)；

5、其中，ar选自取代或未取代的苯基、联苯基、萘基或偶氮苯基。

6、本发明提供的铜配位共价有机框架纳米粒子由cof纳米粒子和铜盐配位得到，式(i)所示的二胺类单体和三醛基间苯三酚单体反应得到的cof纳米粒子能够稳定担载两种价态的铜离子，即cu+和cu2+，其在进入肿瘤细胞后，一方面cu+催化细胞过表达的过氧化氢产生双重活性氧，另一方面，cu2+可以消耗细胞内谷胱甘肽，进一步增加细胞内氧化压力，最终协同实现增强的类芬顿效应，对肿瘤细胞带来明显的毒性，并能有效诱导免疫原性细胞死亡。

7、本发明提供了一种铜配位共价有机框架纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

8、式(i)所示的二胺类单体和三醛基间苯三酚单体进行反应得到cof纳米粒子；

9、nh2-ar-nh2式(i)；

10、其中，ar选自取代或未取代的苯基、联苯基、萘基或偶氮苯基；

11、所述cof纳米粒子与铜盐进行配位反应，得到铜配位共价有机框架纳米粒子。

12、本技术以式(i)所示的二胺类单体和三醛基间苯三酚单体为原料制备cof纳米粒子：

13、nh2-ar-nh2式(i)；

14、其中，ar选自取代或未取代的苯基、联苯基、萘基或偶氮苯基，优选为偶氮苯基。

15、在一些具体的实现方式中，所述二胺类单体选自所述二胺类单体选自4,4’-偶氮二苯胺、对苯二胺、联苯胺、邻联甲苯胺或4,4’-二氨基三联苯，优选为4,4’-偶氮二苯胺：

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17、4,4’-偶氮二苯胺

18、

19、三醛基间苯三酚单体结构式如下：

20、

21、式(i)所示的二胺类单体和三醛基间苯三酚单体在有机介质中发生反应，得到cof纳米粒子。以4,4’-偶氮二苯胺为例，其与三醛基间苯三酚单体的反应过程如下：

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23、在一些具体的实现方式中，所述有机介质包括但不限于二氯甲烷等；在一些具体的实现方式中，所述反应在酸催化剂的作用下进行，所述酸催化剂包括但不限于三氟乙酸等。

24、具体而言，本发明将二胺类单体溶液与酸催化剂混合后再与三醛基间苯三酚单体混合进行反应，反应完毕后将反应混合物进行离心处理。在一些具体的实现方式中，优选在搅拌的条件下反应，所述反应温度为室温，反应时间优选为60～80h，更优选为72h。在一些具体的实现方式中，反应完毕后首先将反应混合物减压浓缩，再加入正己烷得到cof纳米粒子，然后对其进行离心处理，离心处理过程中，优选使用n,n-二甲基乙酰胺、丙酮和水逐步洗涤。在一些具体的实现方式中，所述离心处理的速率优选为5000～15000rpm，更优选为10000rpm；离心处理的时间为5～15min，优选为5min。

25、在一些具体的实现方式中，二胺类单体和三醛基间苯三酚单体的摩尔比优选为(1～3):1，更优选为(1.5～2.5):1，最优选为1.5:1；二氯甲烷和三醛基间苯三酚单体的体积摩尔比为(150～250)ml:1mol，优选为200ml:1mol。在一些具体的实现方式中，酸催化剂和三醛基间苯三酚单体的体积摩尔比为(5～20)μl:1mol，为10μl:1mol。

26、得到cof纳米粒子后，将其与铜盐进行配位反应，得到铜配位共价有机框架纳米粒子，以4,4'-偶氮二苯胺为例，其反应过程如下：

27、

28、具体而言，将cof纳米粒子与铜盐在有机介质进行配位反应，所述有机介质包括但不限于二甲基甲酰胺(dmf)等。在一些具体的实现方式中，所述铜盐包括但不限于cuso4、cucl2，优选为cuso4。所述铜盐与cof纳米粒子中三醛基间苯三酚单体的摩尔比优选为(1～10):1，更优选为10:1。在一些具体的实现方式中，有机介质与cof纳米粒子中三醛基间苯三酚单体的体积摩尔比优选为5～10ml:1mol，更优选为5ml:1mol。在一些具体的实现方式中，所述配位反应的温度优选为100～130℃，更优选为120℃，所述配位反应的时间优选为12～36h，更优选为24h。反应完毕后，优选对所述反应混合物进行离心处理，超声分散后，得到铜配位共价有机框架纳米粒子。在一些具体的实现方式中，所述离心处理的速率优选为5000～15000rpm，更优选为10000rpm；所述离心时间优选为5～15min，更优选为5min。

29、在一些具体的实现方式中，本技术制备得到的铜配位共价有机框架纳米粒子的粒径为100～1000nm，优选为200～800nm，更优选为300～500nm。

30、本发明制备得到的铜配位共价有机框架纳米粒子具有优异的细胞杀伤和免疫原性细胞死亡诱导能力，可以用于预防或治疗肿瘤。在本技术提供的铜配位共价有机框架纳米粒子中，铜以cu+和cu2+的形式存在，其在进入肿瘤细胞后，一方面cu+催化细胞过表达的过氧化氢产生双重活性氧，另一方面，cu2+可以消耗细胞内谷胱甘肽，进一步增加细胞内氧化压力。最终协同实现增强的类芬顿效应，对肿瘤细胞带来明显的毒性，并能有效诱导免疫原性细胞死亡。另外，本技术提供的铜配位共价有机框架纳米粒子制备工艺简单。实验结果表明，本技术制备得到的铜配位共价有机框架纳米粒子具有明显的肿瘤细胞杀伤能力，能够明显引起免疫原性细胞死亡。