几种共价有机骨架纳米复合材料的制备及抗肿瘤应用

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chunhuaqiuyue
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作为一类新型的结晶多孔材料,共价有机骨架(COFs)由于其可以预先设计和调控的结构,使其在众多研究领域发挥了极大的作用。近年来,COFs在生物医学尤其是抗肿瘤应用中也展现出了巨大潜力。研究者已将其用于抗癌药物的运输以及光学治疗,并展现出可观的治疗效果。然而,传统的COFs合成方法反应条件苛刻,无法有效调控产物的形貌和尺寸,在一定程度上限制了其在生物医学领域的进一步应用。此外,单一的肿瘤治疗手段存在一定的局限性,在面对复杂的肿瘤微环境尤其是恶性肿瘤时,其治疗效果通常不理想。因此,开发温和简便的合成方法,制备尺寸合适、生物相容性良好的多功能COFs纳米复合体系用于多模式癌症治疗,将会促进COFs在生物医学应用中的进一步发展。在本论文中,针对上述问题,主要开展了以下几项工作:(1)首先采用常压溶液法,通过室温搅拌合成了 2,5-二甲氧基对苯二甲醛(TAPB)-1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(DMTP)-COF,然后利用原位包覆的方法,将抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)通过一锅法成功地负载到TAPB-DMTP-COF中。得到的DOX@COF复合体系表现出32.1 wt%的高载药效率和pH响应释放特性。体内和体外实验证明该载药体系具有良好的生物相容性和增强的抗肿瘤功效。(2)设计了一种基于COFs的多功能纳米复合材料用于光学/化学动力学/免疫的协同治疗。首先利用常压溶液法合成COF,该COF在650 nm激光照射下具有产生单线态氧的能力。然后用FeCl3将COF金属化,在Fe3+的氧化作用下使对苯二胺在COF表面进行原位聚合,所得聚对苯二胺可用于光热疗法。肿瘤内过表达的H2O2会与Fe3+/Fe2+氧化还原对发生芬顿(Fenton)反应,从而被催化分解成羟基自由基(·OH)。同时,光热疗法引起的温度升高可以加速·OH的产生。随后,肿瘤相关抗原联合免疫检查点阻断可诱导抗肿瘤免疫反应并有效抑制肿瘤转移。这种基于COF的多功能纳米平台为抑制原发性肿瘤的生长和肿瘤转移提供了有效的治疗策略。(3)采用简便而温和的合成方法制备了一种具有良好水溶性的卟啉基COF(CTP)纳米立方块。与传统的卟啉基COFs的合成方法不同,该方法大大缩短了反应时间并降低了反应温度。生成的卟啉COF克服了其单体溶解度和生物相容性差的缺点,并增强了π-π共轭作用,从而缩小了带隙。生物相容性的改善和带隙的缩小使CTP成为一种具有增强的声动力效应的优良声敏剂。同时,由于延长的共轭结构,CTP在外界照射下还可以有效地实现光热转换。此外,我们还通过单体取代的策略,将卟啉分子掺杂到COF中以提高有机声敏剂的生物相容性和稳定性,从而提高声动力治疗效果。这不仅为卟啉基COFs的合成提供了可替代方法,同时也为提高声敏剂的效率提供了一种新的策略。
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