Page 100 - 《精细化工》2021年第5期

第 38 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.38, No.5
202 1 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2021

功能材料
C -MnO 多功能纳米复合物的合成及其光动力学
60
2

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付 圣，马艺函 ，张爱清
（中南民族大学 化学与材料科学学院，湖北 武汉 430074）

摘要：以富勒烯（C 60 ）为原料，利用 Bingel 环加成反应得到水溶性 C 60 -COOH 后，通过水热反应负载上 MnO 2
纳米粒子，最后利用氨基化聚乙二醇连接上肿瘤靶向分子叶酸，合成了多功能纳米复合物 C 60 -Mn-PEG-FA。采
用 FTIR，UV-Vis，XPS 和 DLS 对其结构组成及水分散性进行了表征。结果表明，纳米尺寸的 C 60 -Mn-PEG-FA
具有良好的水分散性和稳定性。体外和细胞实验表明，C 60 -Mn-PEG-FA 不仅可以实现低 pH 下的磁共振成像，
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还能增加氧气产量；在 100 mW/cm 的自然光下照射 5 min，质量浓度为 40 mg/L 的 C 60 -Mn-PEG-FA 可以靶向杀
伤 82%的人宫颈癌细胞，而对正常细胞无损。
关键词：富勒烯；MnO 2 纳米颗粒；磁共振成像；光动力治疗；功能材料
中图分类号：R454；TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 05-0954-06

Synthesis and photodynamics of fullerene-manganese

dioxide multifunctional nanocomposites

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FU Sheng, MA Yihan , ZHANG Aiqing
（College of Chemistry and Material Science, South-Centre University for Nationalities, Wuhan 430074, Hubei, China）

Abstract: Water-soluble C 60-COOH was firstly obtained from fullerene (C 60) by Bingel cyclopropanation,
and then MnO 2 nanoparticles were loaded on the C 60-COOH by hydrothermal reaction. Finally, the tumor
targeting molecule folic acid was connected with aminated polyethylene glycol to synthesize
multifunctional nanocomposites C 60-Mn-PEG-FA. The structural composition and water dispersion of the
sample were characterized by FTIR, UV-Vis, XPS and DLS. The results showed that the synthesized
C 60-Mn-PEG-FA with nanometer size had good water dispersibility and stability. In vitro and cell
experiments demonstrated that C 60-Mn-PEG-FA achieved magnetic resonance imaging (MRI) at low pH
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and increase O 2 production. When exposed to natural light (100 mW/cm ) for 5 min, the C 60-Mn-PEG-FA
with a mass concentration of 40 mg/L could target and kill 82% of human cervical cancer cells without
damaging normal cells.
Key words: fullerene; MnO 2 nanoparticles; magnetic resonance imaging; photodynamic therapy; functional
materials

癌症严重影响人类健康，已成为继心脑血管疾 多种生物分子，从而对细胞造成不可逆转的损伤。
病之后第二大威胁人类健康的杀手。面对这种易转 相较于传统的治疗手段，其具有费用低、毒性小、
移、易复发的高致死率疾病，人们不断寻求一种高 适用性好以及可联合治疗等优势 [1-5] 。PDT 的关键在
效、精确、微创的治疗手段。传统的治疗手段一般 于光敏剂，目前，临床上使用的光敏剂一般为卟啉
为手术、化疗和放疗等。光动力治疗（PDT）是一 类化合物。但这些光敏剂都存在一些缺点，如生物
[6]
种高效的治疗手段，通过特定波长的光激发光敏剂 毒性大、光照下不稳定、水溶性差等 。
产生活性氧物质（ROS），破坏细胞膜的完整性， 富勒烯（C 60 ）具有很强的系间窜越能力，较低
诱导膜电位去极化，氧化核酸、脂质体和蛋白质等 的基态能量和很高的三重态量子效率，是一种潜在

收稿日期：2020-09-28; 定用日期：2020-12-01; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200902
基金项目：中南民族大学中央高校基本科研业务费专项资金（CZY20021）
作者简介：付 圣（1994—），男，硕士生，E-mail: fusheng4715@163.com。联系人：马艺函（1986—），女，讲师，E-mail:
mayihan@iccas.ac.cn；张爱清（1963—），男，教授，E-mail: 123269698@qq.com。