一种双锁MOF材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于纳米材料和生物医学领域，具体涉及一种双锁MOF材料及其制备和应用。双锁MOF材料为以ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种双锁MOF材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料和生物医学领域，具体涉及一种双锁MOF材料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]细菌在表面的定植和随后的生物被膜的形成是关键的全球问题之一。生物膜是胞外多糖基质中微生物的复杂群落，不可逆地粘附在材料表面，导致生物污染和伤口感染。目前，对抗生物膜最常用的策略是使用抗菌药物，然而，由于缺乏对生物膜的靶向性和选择性，使用过量的药物导致了耐药细菌的出现和脱靶毒性的增加。
[0003]基于纳米载体的抗菌素传递系统因其能够克服非选择性积累所引起的毒性并提高抗菌素的生物利用度而受到广泛关注。利用刺激响应表面修饰纳米载体，可以实现选择性靶向货物释放。然而，由于人体内部环境复杂，单刺激纳米载体有时不能有效识别生物膜区域。例如，当酸性pH值作为生物膜的指示值时，酸性细胞器或其他外部酸刺激也可能触发货物释放，从而增加脱靶毒性和潜在的安全问题。因此，进一步提高对生物膜的靶向效率对于精准医学治疗和成像至关重要，现阶段纳米载体涉及广泛的纳米材料，如二氧化硅纳米粒子、碳纳米管、金纳米粒子和量子、脂质体和聚合物，但都只对单一刺激有响应，尚未发现对两种刺激连续响应的纳米载体，而pH/ATP双锁纳米载体为解决这一问题提供了一个有前景的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对目前现有的不能有效识别生物膜区域的问题，提供一种双锁MOF材料及其制备和应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种双锁MOF材料，双锁MOF材料为以ZIF
‑
90作为核，其外部包裹酸敏感水凝胶，形成壳核结构的带有双锁响应的双锁MOF材料。
[0007]所述水凝胶外壳为聚丙烯酸，氯化钙，碳酸钠按摩尔比为1:1:1混合，而后常温(22
‑
25℃)反应2
‑
2.5小时。
[0008]所述双锁MOF材料内核为以2
‑
甲醛咪唑和醋酸锌常温反应生成的ZIF
‑
90。
[0009]所述ZIF
‑
90为2
‑
甲醛咪唑和醋酸锌按摩尔比为10:1混合，而后常温(22
‑
25℃)反应30
‑
35分钟。
[0010]一种双锁MOF材料的制备方法，将2
‑
甲醛咪唑和醋酸锌常温下反应获得ZIF
‑
90，而后将其与聚丙烯酸和氯化钙混合，获得酸敏感水凝胶为外壳内部包裹ZIF
‑
90的壳核结构的带有双锁相应的双锁MOF材料。
[0011]所述ZIF
‑
90与聚丙烯酸和氯化钙的物料关系比例为1:2:2
‑
1:2.5:2.5。
[0012]一种双锁MOF材料的应用，所述材料在药物传递中的应用。进一步，所述材料在药物传递和肿瘤治疗中的应用。
[0013]本专利技术以2
‑
甲醛咪唑和醋酸锌常温反应生成MOF材料，将荧光染料包裹在MOF中，通过将聚丙烯酸和氯化钙反应生成的酸刺激响应水凝胶包裹在MOF表面，形成双锁MOF材料，发现制备的双锁MOF材料具有优异的酸和ATP连续刺激响应释放性能。其中，所述ZIF
‑
90内包裹荧光染料Rho 6G，以证实双锁MOF材料的刺激响应性能。
[0014]本专利技术的有益效果在于：
[0015]本专利技术以2
‑
甲醛咪唑和醋酸锌常温反应生成MOF材料内核，将荧光染料包裹在MOF内核中，通过将聚丙烯酸和氯化钙反应生成的酸刺激响应水凝胶包裹在MOF表面，形成双锁MOF材料，发现制备的双锁MOF材料具有优异的酸和ATP连续刺激响应释放性能。在模拟生物膜微环境中，双锁MOF材料展现良好的刺激响应性，本专利技术制备的双锁MOF纳米载体由于其特殊的壳核结构，具有酸响应、ATP响应的连续刺激响应的性能，且具有良好的稳定性，选择性，不易被复杂环境干扰。在药物传递、疾病治疗方面具有广阔的应用前景。
[0016]本专利技术双锁MOF在双刺激响应释放方面具有巨大的潜力，进而可用于药物传递和生物膜根除。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例1提供的双锁MOF的TEM图，其中，A为罗丹明6G@ZIF
‑
90、B为罗丹明6G@ZIF
‑
90@ACC/PAA；
[0018]图2为本专利技术实施例1提供的双锁MOF在刺激响应的TEM图，其中，A为双锁MOF在pH＝4.0溶液中反应15min、B为双锁MOF在pH＝4.0，1mM ATP溶液中反应15min；
[0019]图3为本专利技术实施例提供的双锁MOF不同pH处理时的荧光值变化图；
[0020]图4为本专利技术实施例提供的酸性环境下，不同浓度ATP处理时双锁MOF的荧光值变化图；
[0021]图5为不同组装方法下，纳米载体的荧光值变化图。
具体实施方式
[0022]以下结合实例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本专利技术，并不局限于本专利技术。
[0023]本专利技术通过形成特定的壳核结构的纳米双锁MOF，该纳米载体具有酸响应、ATP响应的连续刺激响应的性能，且具有良好的稳定性，选择性，不易被复杂环境干扰。
[0024]实施例1：
[0025]双锁MOF的制备：
[0026]1)将48.05mg 2
‑
咪唑甲醛(0.5M)、4.79mg罗丹明6G(1mM)溶于10.0mL DMF中，搅拌15min，然后缓慢加入含有0.05M醋酸锌的5.0mL DMF。然后依次用DMF、超纯水、乙醇洗涤，离心(10000rpm,5min)。最后，将产品分散在超纯水中，得到罗丹明6G@ZIF
‑
90原液(100mg mL
‑1)。(参见图1A)。
[0027]2)将114mg聚丙烯酸(PAA,0.1M),111mg氯化钙(0.1M)和500μL罗丹明6G@ZIF
‑
90(100mg mL
‑1)添加到10.0mL超纯水中搅拌1h。然后，将10.0mL 0.1M Na2CO3溶液快速加入并搅拌1h。离心所得产品并用超纯水洗净(10000rpm,10分钟)，再分散在超纯水中得到罗丹明6G@ZIF
‑
90@ACC/PAA。(参见图1B)。
[0028]通过透射电子显微镜(TEM)表征制备的罗丹明6G@ZIF
‑
90和罗丹明6G@ZIF
‑
90@ACC/PAA的形貌。如图1A和图1B所示，罗丹明6G@ZIF
‑
90和罗丹明6G@ZIF
‑
90@ACC/PAA都是均匀的纳米颗粒。罗丹明6G@ZIF
‑
90纳米颗粒表面粗糙，尺寸均匀，平均直径110
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双锁MOF材料，其特征在于：双锁MOF材料为以ZIF
‑
90作为核，其外部包裹酸敏感水凝胶，形成壳核结构的带有双锁响应的双锁MOF材料。2.按权利要求1所述的双锁MOF材料，其特征在于：所述水凝胶外壳为聚丙烯酸，氯化钙，碳酸钠按摩尔比为1:1:1混合，而后常温(22
‑
25℃)反应2
‑
2.5小时。3.按权利要求1所述的双锁MOF材料，其特征在于：所述双锁MOF材料内核为以2
‑
甲醛咪唑和醋酸锌常温反应生成的ZIF
‑
90。4.按权利要求3所述的双锁MOF材料的制备方法，其特征在于：所述ZIF
‑
90为2
‑
甲醛咪唑和醋酸锌按摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英文，张盾，戚鹏，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：