一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶及其制备方法和应用

本发明涉及纳米生物，更具体的涉及一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、急性肾损伤(acute kidney injury，aki)是临床上常见的一种危重症疾病，具有较高的发病率和死亡率。研究发现肾脏部位活性氧(reactive oxygen species，ros)异常是诱发aki的主要因素。截止目前为止，除补水利尿和透析等支持治疗之外，临床上并无有效的预防和治疗药物。

2、随着纳米科技的不断发展和进步，抗氧化纳米酶的出现无疑为aki的预防和治疗提供了可能性。纳米酶是一类类酶催化活性的纳米材料，能够催化酶的底物，产生同天然酶类似的催化反应，并具有酶促反应动力学等特征，属于一类新型模拟酶。与天然酶类似，纳米酶可以在温和的生理条件下高效催化酶的底物，其具有可调的催化活性、苛刻条件下的高稳定性、组成和结构设计的灵活性以及优异的生物相容性等优点。

3、目前已报道的具有抗氧化活性的纳米酶主要包含二氧化铈、氧化锰、普鲁士蓝、碳纳米颗粒和金属有机框架(mofs)等。其中，mofs抗氧化纳米酶因其高比表面积、高孔隙率、结构可调、易功能化和生物相容性好等优点而成为治疗aki的最佳选择之一。然而，由于目前所报道mofs抗氧化纳米酶因存在尺寸过大、抗氧化活性有限、无肾脏靶向性等因素严重限制了mofs在aki治疗领域的应用。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶及其制备方法和应用，通过含吡唑和羧基的有机配体、含羧酸的竞争配体和有机溶剂配合调整粒径和缺陷，制备得到粒径小，且含有缺陷的金属有机框架，提高了抗氧化活性，并负载肾脏靶向分子得到缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶，实现肾脏的靶向作用。

2、本发明的第一个目的是提供一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，包括以下步骤：

3、将铜源、锆源以及含吡唑和羧基的有机配体溶解于有机溶剂中，然后加入竞争配体，混合均匀后，在80℃～120℃进行溶剂热反应，含吡唑和羧基的有机配体调控形核的速度和数量，含羧酸的竞争配体调控晶体生长速度和结晶度，有机溶剂调控晶核数量，通过含吡唑和羧基的有机配体、含羧酸的竞争配体和有机溶剂配合调整粒径和缺陷，制备得到缺陷金属有机框架；含吡唑和羧基的有机配体和含羧酸的竞争配体的比例为20mg～64mg:0μl～120μl；含吡唑和羧基的有机配体和有机溶剂的比例为20mg～64mg:10ml～30ml；

4、例如，含吡唑和羧基的有机配体和含羧酸的竞争配体的比例为20mg：30μl、20mg:60μl、20mg:90μl、20mg:120μl、40mg:40μl、40mg:80μl、40mg:100μl、64mg:30μl、64mg:50μl、64mg:70μl、64mg:90μl、64mg:110μl等；

5、含吡唑和羧基的有机配体和有机溶剂的比例为20mg:10ml、20mg:20ml、20mg:30ml、30mg:10ml、30mg:20ml、40mg:10ml、40mg:30ml、50mg:10ml、50mg:20ml、50mg:30ml等；但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

6、将缺陷金属有机框架水溶液和肾脏靶向分子溶液混合均匀后，通过配位和静电吸附作用，得到缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶。

7、本发明的一个优选实施例中，含吡唑和羧基的有机配体和有机溶剂的比例为48mg:20ml。

8、本发明的一个优选实施例中，含吡唑和羧基的有机配体和含羧酸的竞争配体的比例为48mg:30μl。

9、本发明的一个优选实施例中，含吡唑和羧基的有机配体与铜源的质量比为1:2～6；锆源与铜源的质量比为1:2～4。

10、例如，含吡唑和羧基的有机配体与铜源的质量比为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6等；

11、锆源与铜源的质量比为1:2、1:3、1:4等；但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

12、本发明的一个优选实施例中，溶剂热反应的反应时间为6h～10h，例如，溶剂热反应的反应时间为6h、7h、8h、9h、10h等；但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

13、本发明的一个优选实施例中，缺陷金属有机框架和肾脏靶向分子的质量比为10:0.1～0.5，例如，缺陷金属有机框架和肾脏靶向分子的质量比为10:0.1、10:0.2、10:0.3、10:0.4、10:0.5等；但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

14、本发明的一个优选实施例中，配位和静电吸附反应的反应温度为20℃～40℃，反应时间为8h～28h。

15、例如，配位和静电吸附反应的反应温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等，反应时间为8h、12h、16h、20h、24h、28h等；但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

16、本发明的一个优选实施例中，铜源为硝酸铜或硝酸铜水合物；

17、锆源为八水合氯氧化锆或氧化锆；

18、含吡唑和羧基的有机配体为1h-吡唑-4-甲酸、3-甲基吡唑-4-羧酸、3,5-二甲基-4-吡唑羧酸或5-苯基-1h-吡唑-4-羧酸；

19、竞争配体为三氟乙酸或乙酸；

20、肾脏靶向分子为l-丝氨酸或透明质酸。

21、本发明的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶。

22、本发明的第三个目的是提供上述缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶在制备治疗ros介导的肾脏疾病药物中的应用。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、(1)本发明采用溶剂热法，通过调控含吡唑和羧基的有机配体、含羧酸的竞争配体的含量以及反应溶剂的体积，制备得到了具有小尺寸且高度缺陷的缺陷金属有机框架，其因粒径减小，缺陷增多而具有更大的比表面积和孔径，进而暴露更多的催化活性位点，提高其抗氧化性能。此外，通过后改性的方法将肾脏靶向分子l-丝氨酸修饰于缺陷金属有机框架酶表面，得到具有肾脏靶向功能的缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶，最终实现ros介导的肾脏疾病的有效治疗。

25、(2)本发明合成工艺简单，可操作性强，适合于高效率且大批量生产。

26、(3)本发明所制备的nmof-ls，其粒径为20-100nm，这对于其肾脏靶向和积累是必不可少的。

27、(4)本发明所得最终产物nmof-ls可通过主动靶向肾脏实现顺铂所导致aki的治疗作用。

1.一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，含吡唑和羧基的有机配体和有机溶剂的比例为48mg:20ml。

3.根据权利要求1所述的一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，含吡唑和羧基的有机配体和含羧酸的竞争配体的比例为48mg:30μl。

4.根据权利要求1所述的一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，含吡唑和羧基的有机配体与铜源的质量比为1:2～6；锆源与铜源的质量比为1:2～4。

5.根据权利要求1所述的一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，溶剂热反应的反应时间为6h～10h。

6.根据权利要求1所述的一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，缺陷金属有机框架和肾脏靶向分子的质量比为10:0.1～0.5。

7.根据权利要求1所述的一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，配位和静电吸附反应的反应温度为20℃～40℃，反应时间为8h～28h。

8.根据权利要求1所述的一种缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶的制备方法，其特征在于，铜源为硝酸铜或硝酸铜水合物；

9.一种权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶。

10.一种权利要求9所述的缺陷金属有机框架抗氧化纳米酶在制备治疗ros介导的肾脏疾病药物中的应用。