雜多酸金屬簇的合成進(jìn)展及其在生物治療方面的應(yīng)用

嚴(yán)玉萍, 楊　紅, 周治國(guó), 楊仕平

(上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,上海 200234)

雜多酸金屬簇的合成進(jìn)展及其在生物治療方面的應(yīng)用

嚴(yán)玉萍, 楊紅, 周治國(guó), 楊仕平

(上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,上海 200234)

摘要:多金屬氧酸鹽(POM)由于其獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì),近年來(lái)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注.在POM的研究領(lǐng)域,過(guò)渡金屬/稀土金屬與POM的配位化學(xué)更是其中重點(diǎn)之一.它們與聚合物(如淀粉、明膠、殼聚糖等)的復(fù)合物納米粒子在腫瘤治療方面具有低毒、高效等優(yōu)點(diǎn).主要綜述了雜多酸金屬簇的合成進(jìn)展及其生物治療方面的研究.

關(guān)鍵詞:多金屬氧酸鹽(POM); 復(fù)合物納米粒子; 生物治療

多酸是一種陰離子型金屬(過(guò)渡金屬)氧簇,其迷人的物理結(jié)構(gòu)決定了多樣的物理、化學(xué)性質(zhì).近年來(lái)多酸化學(xué)逐步躋身于材料化學(xué)科學(xué),特別是光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化功能材料及藥物化學(xué)方面的抗病毒、抗腫瘤研究.本文作者主要綜述了雜多酸金屬簇的合成及其在生物治療方面的研究.

1雜多酸簡(jiǎn)介

多酸即多金屬氧酸鹽(Polyoxometalates,簡(jiǎn)寫為POMs),更廣義地稱其為金屬-氧簇化合物(Metal-oxygen Clusters),它是不同于硫酸、鹽酸等無(wú)機(jī)酸的另一類多核配合物酸.它是由一些處于最高氧化態(tài)的前過(guò)渡元素(Mo,W,V,Nb,Ta等),以 MOx(x值一般為6)為單元通過(guò)共角、共邊(偶爾共面)氧聯(lián)結(jié)縮聚成多金屬氧酸化合物,即多酸化合物.

POM是由簡(jiǎn)單含氧酸鹽在一定pH條件下縮合脫水生產(chǎn)的,僅由一種含氧酸鹽縮合脫水得到的POM稱為同多酸,而由兩種或者兩種以上含氧酸鹽間脫水生成的POM 稱為雜多酸.對(duì)于同多酸而言,其陰離子中的M可以是其中一種或幾種混合(M一般稱配原子),如常見(jiàn)的鎢酸鈉(Na2WO4)、鉬酸鈉(Na2MoO4)、釩酸(H3VO4).對(duì)雜多陰離子也是一樣,只是M可以被其他金屬部分取代,另外雜多陰離子中還存在雜原子,周期表中大部分元素均可作為雜原子,因而雜多陰離子的種類很多,數(shù)目巨大,如十二鉬磷酸(H3[P(Mo3O10)4)、磷鎢酸(H3[P(W3O10)4]·xH2O)、硅鎢酸(H4[Si(W3O10)4]·xH2O)等.1826年,Berzerius成功合成出第一個(gè)雜多酸-12-鉬磷酸銨[2],稱之為多酸化學(xué)研究的史前時(shí)代.1864年,Marignac合成了硅鎢酸,并對(duì)其組成進(jìn)行了確定,從而開(kāi)拓了多酸研究的新時(shí)代.

多酸化合物數(shù)目龐大,僅雜多酸中可摻入的雜原子就有70多種.構(gòu)成多金屬氧簇的基本單元之間通過(guò)共邊、共角或共面相連產(chǎn)生了一系列不同的多金屬氧簇陰離子結(jié)構(gòu).常見(jiàn)結(jié)構(gòu)有以下幾種[1]:

(1) Keggin型,通式[Xn+M12O40],其中M為中心原子(Mo6+和W6+),X為雜原子(Si4+、Ge4+、P5+、As5+等);

(2) Dawson型,通式[X2M18O62],其中M為中心原子(Mo6+和W6+),X為雜原子(S6+、P5+、As5+等);

(3) Aderson型,通式[XM6O24],其中M為中心原子(Mo6+和W6+),X為雜原子(Mn4+、Pt4+、Ni4+等);

(4) Silverton型,通式[XM12O42],其中M為中心原子(Mo6+和W6+),X為雜原子(Ce4+、Th4+);

(5) Waugh型,通式[XM9O32],其中M為中心原子(Mo6+和W6+),X為雜原子(Mn4+、Ni4+).

圖1依次為Keggin、Dawson、Lindqvist和Aderson型的立體結(jié)構(gòu)模型:

其中研究得最多的是Keggin型結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)具有5種異構(gòu)體.最常見(jiàn)的a-Keggin結(jié)構(gòu)多陰離子具有Td對(duì)稱性,中心雜原子呈四面體配位,配位原子呈八面體配位,整個(gè)結(jié)構(gòu)中共有四組三金屬簇(M3O13),它們之間以及與中心四面體之間都是共角相連的.多金屬氧酸鹽具有多樣結(jié)構(gòu),其中有孤立的簇,無(wú)限的一維鏈狀、二維層狀、三維立體結(jié)構(gòu),還有0維(長(zhǎng)和寬相等)的.

由于多酸中的各金屬中心都處于最高價(jià)態(tài),它們最多可以接受32個(gè)電子.與其他化合物相比,多酸可以傳輸和儲(chǔ)備電子和質(zhì)子,具有較高的還原性和熱穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)可調(diào)變性.另外,多酸的晶格氧很活潑,配位原子可以變價(jià),在有機(jī)溶劑中酸性堪比硫酸的103倍之多[3].再者,多酸具有無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)揮發(fā)等性質(zhì),便于分離,可以用有機(jī)溶劑萃取.正是由于多酸的各種優(yōu)點(diǎn),其在化學(xué)界受到越來(lái)越多的關(guān)注.

2雜多酸金屬簇的合成與結(jié)構(gòu)

在多酸合成化學(xué)中,水熱法是應(yīng)用得最為廣泛的方法.水熱法是利用高溫高壓的水溶液使那些在大氣條件下不溶或難溶的物質(zhì)溶解,或反應(yīng)生成該物質(zhì)的溶解產(chǎn)物,通過(guò)控制高壓釜內(nèi)溶液的溫差使產(chǎn)生對(duì)流以形成過(guò)飽和狀態(tài)而析出生長(zhǎng)晶體的方法.水熱法生產(chǎn)的特點(diǎn)是粒子純度高、分散性好、晶形好且可控制,生產(chǎn)成本低.用水熱法制備的粉體一般無(wú)需燒結(jié),這就可以避免在燒結(jié)過(guò)程中晶粒會(huì)長(zhǎng)大而且雜質(zhì)容易混入等缺點(diǎn).影響水熱合成的因素有溫度、pH、攪拌速度以及反應(yīng)時(shí)間等.

由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),曾經(jīng)合成出無(wú)數(shù)結(jié)構(gòu)新奇的化合物.在多酸的合成路線中,一般情況下都是將反應(yīng)物的鹽類溶解于水中,然后根據(jù)選擇的條件將調(diào)配好的混合液置于反應(yīng)釜中反應(yīng)得到晶體.1983年,Brevard[4]等人用水熱法合成并用丙酮萃取分離得到了Li7PW11O9、Na7PW11O39、Na8SiW11O30,這種方法一直沿用至今,現(xiàn)在很多有關(guān)多酸化合物合成中涉及到的前驅(qū)體的合成都還采用此方法.

多酸表面富氧,很容易與親氧的金屬離子結(jié)合,所以近年來(lái)多酸與金屬的配位化學(xué)受到很多關(guān)注.從雜多酸被人類研究開(kāi)始到今天,其金屬簇的種類已不計(jì)其數(shù),按照金屬元素在周期表中所在位置可分為三大類:稀土-雜多酸、過(guò)渡金屬-雜多酸及稀土-過(guò)渡金屬-雜多酸.由于金屬-多酸結(jié)構(gòu)研究很多,這里只簡(jiǎn)單介紹近年的發(fā)展?fàn)顩r.

2.1　稀土金屬-雜多酸

稀土金屬由于其4f電子在f-f組態(tài)(f組態(tài)內(nèi)不同能級(jí)之間)或f-d組態(tài)(f和d組態(tài))之間的躍遷產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象,被廣泛應(yīng)用于發(fā)光材料.另外稀土元素的4f電子結(jié)構(gòu)獨(dú)特,內(nèi)層4f軌道未成對(duì)電子多,電子軌道相互作用較強(qiáng),所以決定物質(zhì)磁性強(qiáng)弱的原子磁矩高,因此被用于各種磁性材料.再加上稀土離子具有較強(qiáng)的親氧性,對(duì)于稀土與多酸的配位已被廣泛研究.

2008年Liu及其工作者在130℃水熱條件下利用TeO2、SmCl3/EuCl3和NaMoO4·2H2O合成兩種基于Anderson型多酸陰離子建筑塊的稀土-多酸結(jié)構(gòu)[7]{[Sm(H2O)5]2(TeMo6O24)}·6H2O(1)和{[Eu(H2O)7]2(TeMo6O24)}·5H2O(2),研究過(guò)程發(fā)現(xiàn)[TeMo6O24]6-在水熱條件下具有較好的穩(wěn)定性,這為以后用水熱法制備Anderson型多酸化合物提供了可行性的依據(jù).另外對(duì)化合物的光學(xué)性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)化合物(2)在396 nm發(fā)射波長(zhǎng)下具有強(qiáng)烈發(fā)光性能.

由于稀土離子極易與多酸陰離子反應(yīng),一般性得到的是粉末,為了得到較好的晶體,可以在體系中引進(jìn)有機(jī)陽(yáng)離子配體.有報(bào)道合成出以單缺位Keggin型磷鎢酸陰離子為構(gòu)筑塊的稀土二聚化合物[(CH3)4N]4[PW11O39H2La(H2O)4]2·3H2O[8].其中,引進(jìn)四甲基氯化銨作為抗衡有機(jī)陽(yáng)離子配體的來(lái)源,得到了質(zhì)量較好的晶體.2012年,牛景揚(yáng)組通過(guò)引進(jìn)2,5-吡啶二羧酸與K3[α-PW12O40]·nH2O同時(shí)作為配體,在水熱條件下與LnCl3·nH2O反應(yīng)得到三維的[Ln(HL)(L)(H2O)6{Ln(H2L)0.5(a-PW11O39H) Ln(H2O)4}]2·8H2O[9],其中Ln=La、Ce、Pr.如圖3(A)所示,一維鋸齒形鏈通過(guò)有機(jī)-金屬陽(yáng)離子橋聯(lián)得到的三維結(jié)構(gòu).

2013年,王等以K14[As2W19O67(H2O)]、Tb(NO3)3·6H2O和L-proline為原料在pH=1.5的酸性條件下利用水熱法一步反應(yīng)得到鏈狀稀土-多金屬氧酸鹽Na10[Tb6(H2O)22{As4W44(OH)2(proline)2O151}]·22H2O[10],其中引進(jìn)L-proline(L-脯氨酸)作為有機(jī)配體,得到三斜晶系的晶體.這種一步反應(yīng)系統(tǒng)不僅可以簡(jiǎn)化制備稀土-POM簇的方法,也為探索具有多功能的稀土-雜多酸系列提供了靈活且可控制的途徑.

2.2　過(guò)渡金屬-雜多酸

受過(guò)渡金屬最外層電子影響,過(guò)度金屬離子也很容易與氧配位,形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu).另外,過(guò)渡金屬由于其磁性質(zhì)也被廣泛引入制備過(guò)渡金屬取代的雜多酸.一般性制備過(guò)渡金屬取代的雜多酸都是以過(guò)渡金屬鹽與缺位POM作為起始原料.

在過(guò)渡金屬與多酸的配位中,研究得較多的是Fe、Mn、Cu和Ni等元素與POM配位.2009年Mialane小組在水熱條件下合成得到基于Fe-POM的單分子磁體Na6(C4H12N)4[Fe4(H2O)2(FeW9O34)2]·45H2O,該化合物在水溶液中穩(wěn)定性好,且具有磁性量子隧道效應(yīng)[11].2010年,德國(guó)雅各布斯大學(xué)的Dickman發(fā)表的博士畢業(yè)論文中以K8[γ-SiW10O36]和CoCl2·6H2O為原料,水熱法合成了 Na5[Co6(H2O)30{Co9Cl2(OH)3(H2O)9(b-SiW8O31)3}]·37H2O[12].

2013年牛景揚(yáng)小組報(bào)道了2個(gè)基于六核Mo簇自組裝結(jié)構(gòu)[13],Na2(NH4)4[Mn2Na2(H2O)2]{[HN(CH2PO3)2](CH3COO)PMo6O22}2·16H2O,這是多酸化學(xué)中首次報(bào)道的在水溶液中實(shí)現(xiàn)Mo簇與三亞甲基膦酸氨配體的自組裝.研究發(fā)現(xiàn)該化合物具有較強(qiáng)的反磁性.

2006年Long等人成了一系列有介孔的基于POM的MOF(金屬有機(jī)骨架)結(jié)構(gòu)[14].2011年Liu小組報(bào)道了7例用溶劑熱法合成的基于POM(混價(jià))的MOF結(jié)構(gòu)[15].其中,雜多陰離子在以聚甲醛為基礎(chǔ)的MOF材料的形成過(guò)程中發(fā)揮了很重要的作用,這項(xiàng)工作不僅提供了POM為基礎(chǔ)的MOFs材料的組裝的非常有用的信息,也進(jìn)一步豐富了雜多陰離子的晶體工程.

2.3　過(guò)渡/稀土金屬-雜多酸

關(guān)于雜多酸金屬簇,大部分的研究都僅限于多酸陰離子與其中一類金屬結(jié)合,將兩類金屬同時(shí)結(jié)合的研究比較少.2007年Liu及其工作者報(bào)道出一系列有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合物K2H7[{Ln(PW11O39)2}{Cu2(bpy)2(μ-ox)}]·xH2O[16].如圖5(A)所示,雙核Cu單元中的每個(gè)Cu原子在赤道平面與2,2′-聯(lián)吡啶上的N原子配位作為中間橋梁將[Ln(PW11O39)2]11-聯(lián)接起來(lái)形成鏈狀,很好地將稀土金屬與過(guò)渡金屬結(jié)合在同一個(gè)雜多酸結(jié)構(gòu)中.

同年,牛景揚(yáng)小組通過(guò)水熱法合成了一個(gè)新型的Dawson型化合物[17].它是由一個(gè)晶體學(xué)上獨(dú)立的[V2W18O62]6-,一個(gè)雙核銅陽(yáng)離子[Cu2(2,2′-bipy)2(Inic)2(H2O)2]2+和一個(gè)9配位的釔陽(yáng)離子[Y(Inic)2(H2O)5]+組成.

2011年,該組又報(bào)道了3組基于Cu,Ln和磷鎢酸的化合物[18]{[Cu(en)2]2(H2O)[Cu(en)(2,20-bipy)]Ln[(α-HPW11O39)2]}4-,其中Ln=Gd,Ce,Pr.如圖5(B)所示為Gd和Cu的多酸化合物:Gd3+和[α-PW11O39]7-配位以后形成[Gd(α-PW11O39)2]11-,再以[Cu3(en)(2,2′-bipy)]2+、[Cu4(en)2]2+為橋,橋聯(lián)得到一個(gè)二維層狀結(jié)構(gòu).

3雜多酸金屬簇納米粒子的合成

近年來(lái),納米材料受到熱切關(guān)注,基于多酸化學(xué)的納米粒子也引起了化學(xué)研究者們的興趣.

2005年,Wu報(bào)道了基于POM的囊泡狀納米結(jié)構(gòu)[19],該納米囊泡的組成為(DODA)4H-[Eu(H2O)2SiW11O39](SEC-1),它在固體包面呈現(xiàn)蜂窩狀,這種結(jié)構(gòu)對(duì)于新型半導(dǎo)體材料和分離膜材料的研究與發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì).

2007年,Wang等利用乳液法成功制備淀粉納米粒子,然后再用淀粉納米粒子來(lái)負(fù)載POM(α-K8H6[Si2W18Ti6]),從而得到Si2W18Ti6/淀粉納米粒子[20].該納米粒子粒子形貌均一,分散性良好.

2011年,北京大學(xué)的萬(wàn)等報(bào)道了一種Eu-POM/嵌段共聚物[21](其中POM是Na9EuW10O36·32H2O)的納米復(fù)合物,由于該納米粒子是靠靜電結(jié)合作用組裝而成,文中強(qiáng)調(diào)指出組成納米粒子成分的正電荷在總電荷中的比值γ+對(duì)納米粒子形態(tài)和發(fā)光性能的影響:γ+較小時(shí)形成的是囊泡狀納米結(jié)構(gòu),隨著γ+值的增大納米粒子慢慢由囊泡狀變成線形結(jié)構(gòu);隨著γ+值的增大材料的發(fā)光效果直觀上有一個(gè)由弱變強(qiáng)再變?nèi)醯倪^(guò)程.

2013年Seemann小組用化學(xué)方法合成了一例水分散性較好的磁性多酸納米粒子[22][Fe2Pt]160[SiW11O39Fe(OH2)]20Q100(Q+=TMHDA+),這為該材料以后的生物應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).其結(jié)構(gòu)為核-殼結(jié)構(gòu)(Fe2Pt-POMs),如圖7、8所示.

2005年Long小組利用水熱法合成了3個(gè)基于Kiggen型多酸的超分子結(jié)構(gòu),并討論了pH值對(duì)結(jié)構(gòu)影響,即同一個(gè)反應(yīng)在不同pH條件下會(huì)得到不同的分子結(jié)構(gòu),也就證實(shí)了pH在多酸合成中的重要影響.2013年北京大學(xué)的Wei等在水熱條件下制備了Cu取代的POM組裝體[23],其中引入有機(jī)配乙酸體作為橋配體鏈接Cu與POM,所得結(jié)構(gòu)的水合半徑為116 ± 6 nm的空心球.在自組裝的過(guò)程中溶劑極性對(duì)組裝體體積具有較大影響,所以可以通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑的極性來(lái)調(diào)節(jié)組裝體的尺寸.

4雜多酸金屬簇(納米粒子)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

從多酸本身看,其本體中的金屬元素可有多種價(jià)態(tài),但一般情況下是處于最高價(jià)態(tài)的,由此推出它可以作為氧化還原劑(催化劑);從摻入到本體中的雜金屬(稀土/過(guò)渡金屬)亦可推測(cè)出其具有金屬所特有的發(fā)光性能、磁性能、電性能.這里主要介紹一下它在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用.

2011年P(guān)atzke等[24]合成殼聚糖納米粒子,并以此為藥物載體將POM(K13[Eu(β2-SiW11O39)2]·nH2O{EuSiW11O39})成功負(fù)載于殼聚糖(CMC)上進(jìn)而得到POM/CMC納米粒子(130 nm).該納米粒子具有較好的被動(dòng)靶向功能,其對(duì)HeLa細(xì)胞的毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)納米粒子濃度達(dá)到2 mg/mL時(shí)細(xì)胞的存活率依然達(dá)80%.

1971年,Raynaud等人就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)[SiW12O40]4-在體外能夠抑制小鼠纖維肉瘤病毒,從此展開(kāi)了POM在醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域的研究.此后人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證PM-8、PM-19、PM-520、PM-523等具有抗病毒(HIV、HSV、DFV等)、抗腫瘤及抗菌活性[3].

2010年,Jiang[25]報(bào)道了一種具有抗腫瘤活性的POM/明膠納米粒子,該納米粒子是一個(gè)良好的藥物載體,其載藥量可達(dá)到70%.同時(shí)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該載體本身也具有一定的抗癌活性:當(dāng)該納米粒子濃度達(dá)到100 mg/KG時(shí),腫瘤體積9 d后只增大了近10%,而正常生長(zhǎng)的腫瘤體積增大近35%.

Menon報(bào)道的基于EuWAs的POM/殼聚糖聚合物納米粒子也具有抗腫瘤[21]效果,該材料在體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出較慢的釋放速度.進(jìn)一步對(duì)用納米粒子孵育的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行活性氧的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧比對(duì)照組多,推測(cè)了細(xì)胞死亡的機(jī)理(圖11).

2013年,Qu將K8[P2CoW17O61]和Aβ15-20 (β靶向肽酶抑制劑)結(jié)合,得到納米粒子[26].該納米粒子對(duì)小鼠腦油液內(nèi)淀粉樣蛋白的聚集(阿爾茨海默病AD發(fā)病的第一步)具有良好的抑制作用,并且可以作為熒光探針對(duì)POM起抑制的過(guò)程(即Aβ蛋白的形貌變化)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控.

同年,Wang等人合成了一種新的Kiggen型的POM抗癌[27]復(fù)合物[(W(OH)2)2(Mn(H2O)3)2(Na3(H2O)14)(BiW9O33)2](Himi)2·16H2O(WMnBi),并將其作用于人的胃癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)可以抑制細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡.從該物質(zhì)與其他抗癌藥物分別作用于胃癌細(xì)胞時(shí)測(cè)得細(xì)胞活性對(duì)比可看出效果明顯.

關(guān)于雜多酸金屬簇/納米粒子的具體應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些.雜多酸金屬簇之所以受到越來(lái)越多的關(guān)注就是因?yàn)樗趯?shí)際生活和生產(chǎn)中有著各種優(yōu)點(diǎn)及潛在價(jià)值.關(guān)于它的合成及應(yīng)用未來(lái)在化學(xué)領(lǐng)域?qū)?huì)占據(jù)重要一席.

5結(jié)論與展望

多金屬氧酸鹽的研究日益受到該領(lǐng)域科學(xué)工作者的關(guān)注,這不僅僅是因?yàn)樗鼈兠匀说慕Y(jié)構(gòu),更是由于其在各方面具有潛在的應(yīng)用.在材料化學(xué)方面,它具有很好的光學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)等性質(zhì);在藥物化學(xué)方面,其具有抗菌、抗腫瘤、抗病毒等特性.

雜多酸金屬簇/納米粒子的研究近些年也已暫露頭角,但是還有很多問(wèn)題需要解決,還有很多未知需要去擴(kuò)展.

參考文獻(xiàn):

[1]ANJALI P.Environmentally Benign Catalysts[M].New York,London:Springer Dordrecht Heidelberg,2013.

[2]ROMY N,MICHAL L.Aerobic Oxidative Dehydrogenations Catalyzed by the Mixed-Addenda Heteropolyanion PV2Molo0405-:A Kinetic and Mechanistic Study[J].J Am Chem SOC,1992,114(4):1218-1286.

[3]WANG E B,LI Y G,LU Y,et al.POMs Introduction[M].Changchun:Northest Normal University Press,2009.

[4]BREVARD C,SCHIMPF R,TOURNE G,et al.Tungsten- 183 NMR:A Complete and Unequivocal Assignment of the Tungsten-Tungsten Connectivities in Heteropolytungstates via Two-Dimensional 183 W NMR Techniques[J].J Am Chem SOC,1983,105(24):7059-7063.

[5]PEACOCK R D,WEAKLEY T J R.Heteropolytungstate Complexes of the Lanthanide Elements Part I.Preparation and reactions[J].J Chem Soc A,1971(8):1836-1839.

[6]FILIPA L S,FILIPE A A P,HELENA I S N,et al.Novel cerium(IV) heteropolyoxotungstate containing two types of lacunary Keggin anions[J].Chem Commun,2004:2656-2657.

[7]LIU Y,LIU S X,CAO R G,et al.Hydrothermal assembly and luminescence property of lanthanide-containing Anderson polyoxometalates[J].Journal of Solid State Chemistry,2008,181(9):2237-2242.

[8]CHEN H N.The synthesis,structure and properities of 3d-4f derivatives based on monovacant Keggin-tape Polyoxotungstats anion[D].Kai Feng:Henan University,2010.

[9]NIU J Y,WANG J P,WANG K,et al.Three-dimensional lanthanide polyoxometalate organic complexes:correlation of structure with properties[J].CrystEngComm,2012,14:3205-3212.

[10]FENG X J,HAN H Y,WANG Y H,et al.Assembly of chainlike polyoxometalate-based lanthanide complexes in one-pot reaction system[J].CrystEngComm,2013,15:7267-7273

[11]JEAN-DANIEL COMPAIN,PIERRE MIALANE,ANNE DOLBECQ,et al.Iron Polyoxometalate Single-Molecule Magnets[J].Angew Chem Int Ed,2009,48(17):3077-3081.

[12]DR.MICHAEL H.DICKMAN.Transition Metal Containing.Silico- And Germanotungstates[D].Germany:Jacobs University,2008.

[13]YANG L,ZHOU Z,NIU J Y,et al.Self-assembly of two ring-shaped hexanuclear Mo(VI) clusters[J].CrystEngComm,2013,15:5452-5457.

[14]KONG X J,REN Y P,LONG L S,et al.Construction of Polyoxometalates-Based Coordination Polymers through Direct Incorporation between Polyoxometalates and the Voids in a 2D Network[J].Inorg Chem,2006,45(26):10702-10711.

[15]LIU H Y,WU H,YANG J,et al.Solvothermal Assembly of a Series of Organic_Inorganic Hybrid Materials Constructed from Keggin Polyoxometalate Clusters and Copper(I)-Organic Frameworks[J].Cryst Growth Des,2011,11(5):1786-1797.

[16]CAO J F,LIU S X,CAO R G,et al.Organic-inorganic hybrids assembled by bis(undecatungstophosphate) lanthanates and dinuclear copper(II)-oxalate complexes[J].Dalton Trans.,2008,48:115-120.

[17]WANG J P,LI S Z,NIU J Y,et al.Novel Tungstovanadate Wells-Dawson Organic-Inorganic Heteropolyoxometalate Compound:Synthesis and Crystal Structure of[Cu2(2,2′-bipy)2(Inic)2(H2O)2][Y(Inic)2(H2O)5]H3[V2W18O62]· 5.5H2O(Where 2,2′-bipy) 2,2′-Bipyridine,Inic) γ-Picolinic Acid)[J].Cryst Growth Des,2008,8(2):372-374.

[18]NIU J Y,ZHANG S W,WANG J P,et al.1-D,2-D,and 3-D Organic_Inorganic Hybrids Assembled from Keggin-type Polyoxometalates and 3d-4f Heterometals[J].Cryst Growth Des,2011,11(5):3769-3777.

[19]BU W F,LI H L,WU L X,et al.Polyoxometalate-Based Vesicle and Its Honeycomb Architectures on Solid Surfaces[J].J AM CHEM SOC,2005,127(22):8016-8017.

[20]ZHAI F Y,WANG X H,LI R,et al.Synthesis and characterization of polyoxometalates loaded starch nanocomplex and its antitumoral activity[J].European Journal of Medicinal Chemistry,2008,43(9):1911-1917.

[21]ZHANG J,LIU Y,LI Y,et al.Hybrid Assemblies of Eu-Containing Polyoxometalates and Hydrophilic Block Copolymers with Enhanced Emission in Aqueous Solution[J].Angew Chem Int Ed,2012,51(19):4598-4602.

[22]SEEMANN K M,BAUER A,KINDERVATER A J,et al.Polyoxometalate-stabilized,water dispersible Fe2Pt magnetic nanoparticles[J].Nanoscale,2013,5:2511-2519.

[23]ZHU Y,YIN P C,XIAO F P,et al.Bottom-Up Construction of POM-Based Macrostructures:Coordination Assembled Paddle-Wheel Macroclusters and Their Vesicle-like Supramolecular Aggregation in Solution[J].J Am Chem Soc,2013,135(45):17155-17160.

[24]GEORG G,SUSANN P,GRETA R P,et al.Targeted Delivery of Polyoxometalate Nanocomposites[J].Small,2011,7(19):2808-2814.

[25]GUO R,CHENG Y,JIANG X Q,et al.Synthesis and Antitumoral Activity of Gelatin/Polyoxometalate Hybrid Nanoparticles[J].Macromol Biosci,2011,11(6):839-847.

[26]LI W,WANG E B,QU X G,et al.Self-Assembled Peptide-Polyoxometalate Hybrid Nanospheres:Two in One Enhances Targeted Inhibition of Amyloid β -Peptide Aggregation Associated with Alzheimer′s Disease[J].Small,2013,9(20):3455-3461.

(責(zé)任編輯：郁慧)

[27]WANG L,ZHOU B B,YU K,et al.Novel Antitumor Agent,Trilacunary Keggin-Type Tungstobismuthate,Inhibits Proliferation and Induces Apoptosis in Human Gastric Cancer SGC-7901 Cells[J].Inorg Chem.2013,52(9):5119-5127.Environmentally Benign Catalysts[M].New York,London:Springer Dordrecht Heidelberg,2013.

Progress in the synthesis of heteropolyoxometalate clusters andtheir applications in biological treatmentYAN Yuping, YANG Hong, ZHOU Zhiguo, YANG Shiping

(College of Life and Environmental Sciences,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China)

Abstract:Due to their unique physical and chemical properties,polyoxometalates (POMs) attract more and more attention in recent years.In the POM′s research field,the coordination chemistry of transition metals/ rare earth metals with POM is one of the priorities.Their complex nanoparticles with polymers (such as starch,gelatin,chitosan,etc.) have some advantage such as low toxicity and high efficiency in tumor therapy.This paper reviews the progress in the synthesis and the anti-tumor study of heteropolyoxometalate clusters.

Key words:polyoxometalates; complex nanoparticles; biological Treatment

通信作者:周治國(guó),中國(guó)上海市徐匯區(qū)桂林路100號(hào)上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,郵編:200234,E-mail:zgzhou@shnu.edu.cn

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(21371122)

收稿日期:2014-06-06

中圖分類號(hào):O 611.66

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1000-5137(2015)02-0190-09