PEG修饰吲哚花菁染料的合成及其结直肠癌光诊疗评价
发布时间：2021-12-17 06:34
肿瘤是死亡率最高的疾病之一,对人类的健康构成了严重的威胁。传统治疗手段具有机体毒副作用大、肿瘤早期诊断不佳、治疗费用高、资源浪费严重的问题。肿瘤光诊疗一体化是一种新颖的治疗策略,它使用光作为诊断和治疗的媒介,利用光敏剂来完成肿瘤成像引导下光热、光动力肿瘤治疗,实现了肿瘤诊断和治疗在时间和空间上的高度协同性,具有精准、节约和高效的优点,应用前景巨大。光敏剂开发是其中重要的环节。近红外小分子花菁染料作为光诊疗试剂,制备工艺简便,协调配用方便,诊疗效果稳定,近年来备受开发者关注。本论文围绕调控五甲川花菁染料（Cy5）亲脂性和亲水性平衡为出发点,通过在Cy5上引入PEG链,合成了新型系列五甲川花菁染料,研究了它们的光学性能和抗肿瘤活性,为后续研发新型小分子花菁染料光诊疗剂提供了数据支持和设计思路。研究如下:1)通过Vilsmeier-Haack反应、Knoevenagel反应、Fischer反应等合成了六种PEG修饰的五甲川花菁染料,产率高达40%～60%,结构均经过了1H NMR、13C NMR和MS的表征。2)测试了六种染料在H2O、Me OH、DMF和DMSO四种溶剂中的光谱性能,结果显...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光热治疗原理
PEG修饰吲哚花菁染料的合成及其结直肠癌光诊疗活性评价2激发态电子部分会通过震动松弛（非辐射跃迁）回到基态，如图1-1。此过程会发生光热转化，产生的热量能杀死肿瘤细胞达到治疗肿瘤的效果。图1-1光热治疗原理光热治疗的疗效与光敏剂的种类直接相关，伴随着肿瘤光热治疗的发展，已经有四代光热转换材料：第一代为贵金属纳米颗粒（Au、Ag、Pt），具有较高的光热转效率，但价格高贵；第二代为碳类材料（石墨烯，碳纳米棒），具有较大的光热转面积，但在近红外区吸收弱；第三代为金属与非金属化合物（CuS、ZnS）；第四代为有机染料化合物（吲哚菁绿、氟硼荧类）1。后两代因合成简便、结构明确及性能稳定，是目前研发最多的光热型光敏剂。例如，唐波团队设计合成了一种靶向肿瘤细胞核内部的核壳结构硫化铜纳米颗粒（图1-2）2。该颗粒在980nm近红外光照射后，硫化铜会产生使肿瘤细胞核内部迅速升温的热能，进而损坏细胞核内的DNA、蛋白质，最终导致细胞核功能的丧失。活体实验表明这种靶向细胞核的硫化铜纳米颗粒能够有效地杀死肿瘤细胞治疗癌症，并能够预防癌症的复发。图1-2硫化铜纳米颗粒的制备过程以及用于细胞核内光热治疗的示意图
1文献综述31.1.2肿瘤光动力疗法光动力疗法(PDT)机理是光敏剂吸收一定波长的光后到达激发单线态(S1)，一部分会通过非辐射或者辐射跃迁回到基态，另一部分会通过系间窜跃到达跃迁被禁阻的激发三重态(T1)，并将能量传递给周围的基态分子氧形成单线态氧(1O2)，单线态氧能与肿瘤细胞发生氧化反应，产生细胞毒性从而杀死肿瘤细胞。卟啉类光敏剂早期在光动力疗法中被广泛应用，随后其他类型的光敏剂逐步出现。目前常见的光动力光敏剂有卟啉型光敏剂，BODIPY型光敏剂和花菁类光敏剂。根据这些化合物自身的结构特点，有些光敏剂直接用作肿瘤光敏药物研究，有些则通过形成纳米药物进行研发。董育斌教授课题组3报告了一种新的基于金属有机纳米框架的UiO-66类型的卟啉光敏剂UiO-66-TPP-SH(图1-3)。研究发现，与位于内部的卟啉光敏剂TCPPUiO-66相比，经外表面修饰的UiO-66-TPP-SH尺寸小于150nm，不仅可以保持MOF的结构特征和尺寸，而且具有良好的细胞膜通透性。用660nm(100mW·cm-2)激光照射UiO-66-TPP-SH纳米粒子时可以高效生成单线态氧并能有效杀死癌细胞，不对纳米粒子激光照射时其细胞毒性较低。该研究为制备用于肿瘤光动力治疗的新型和实用型纳米光敏剂提供了新的研究思路。图1-3光敏剂UiO-66-TPP-SH和TCPPUiO-66的制备与抗肿瘤研究谢志刚研究员和王磊博士等4合成了光学活性的二碘代氟硼二吡咯单羧酸衍生物I2-BDP。他们将锆纳米金属有机框架载体UiO-66和I2-BDP进行高效配体交换合成了UiO-PDT光动力治疗剂（图1-3）。从图中可以看出，UiO-PDT与I2-BDP经20mW·cm-2
【参考文献】：
期刊论文
[1]光声成像分子造影剂[J]. 唐鹤文,杨萌,姜玉新. 协和医学杂志. 2018(04)
[2]有机光热转换材料及其在光热疗法中的应用[J]. 陈瑞,王晶晶,乔宏志. 化学进展. 2017(Z2)
[3]一种含聚乙二醇非离子亲水基团的新型水溶性荧光染料的合成及细胞成像[J]. 王升,邱娜,张鹏超,汤昆,张付利. 应用化学. 2016(01)
[4]肿瘤治疗新策略:针对肿瘤细胞代谢特征的靶向治疗[J]. 吴国豪. 中国实用外科杂志. 2009(01)
[5]菁染料光稳定性及氧猝灭剂对其光稳定性的影响[J]. 郑香娣,魏杰,刘立峰,钟俊. 北京化工大学学报(自然科学版). 2004(02)
[6]β-环糊精对菁染料光稳定性的影响[J]. 王兰英,黄怡,张小刚,徐玲,张祖训. 应用化学. 2003(03)
[7]生物标示用3H-吲哚菁染料[J]. 彭孝军,王丽秋. 染料工业. 2002(04)
[8]一次写入式光盘用菁染料的研究[J]. 孟凡顺,汤小群,苏建华,唐晓东. 华东理工大学学报. 1999(01)
[9]新型吲哚碳菁染料的合成及表征[J]. 戴志飞,彭必先. 有机化学. 1998(05)
[10]N－苄基吲哚三碳菁染料的合成及性能[J]. 陈欣,姚祖光. 高等学校化学学报. 1996(10)
博士论文
[1]近红外中位硫、氮取代七甲川菁类荧光染料的合成及光谱性能研究[D]. 宋锋玲.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]不对称方酸类近红外荧光探针的设计及其在亮氨酸氨基肽酶检测中的应用[D]. 吴波.华南理工大学 2019
[2]近红外染料功能化磁纳米探针在肿瘤诊疗中的应用研究[D]. 周理华.湖南师范大学 2017
本文编号：3539572
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光热治疗原理
PEG修饰吲哚花菁染料的合成及其结直肠癌光诊疗活性评价2激发态电子部分会通过震动松弛（非辐射跃迁）回到基态，如图1-1。此过程会发生光热转化，产生的热量能杀死肿瘤细胞达到治疗肿瘤的效果。图1-1光热治疗原理光热治疗的疗效与光敏剂的种类直接相关，伴随着肿瘤光热治疗的发展，已经有四代光热转换材料：第一代为贵金属纳米颗粒（Au、Ag、Pt），具有较高的光热转效率，但价格高贵；第二代为碳类材料（石墨烯，碳纳米棒），具有较大的光热转面积，但在近红外区吸收弱；第三代为金属与非金属化合物（CuS、ZnS）；第四代为有机染料化合物（吲哚菁绿、氟硼荧类）1。后两代因合成简便、结构明确及性能稳定，是目前研发最多的光热型光敏剂。例如，唐波团队设计合成了一种靶向肿瘤细胞核内部的核壳结构硫化铜纳米颗粒（图1-2）2。该颗粒在980nm近红外光照射后，硫化铜会产生使肿瘤细胞核内部迅速升温的热能，进而损坏细胞核内的DNA、蛋白质，最终导致细胞核功能的丧失。活体实验表明这种靶向细胞核的硫化铜纳米颗粒能够有效地杀死肿瘤细胞治疗癌症，并能够预防癌症的复发。图1-2硫化铜纳米颗粒的制备过程以及用于细胞核内光热治疗的示意图
1文献综述31.1.2肿瘤光动力疗法光动力疗法(PDT)机理是光敏剂吸收一定波长的光后到达激发单线态(S1)，一部分会通过非辐射或者辐射跃迁回到基态，另一部分会通过系间窜跃到达跃迁被禁阻的激发三重态(T1)，并将能量传递给周围的基态分子氧形成单线态氧(1O2)，单线态氧能与肿瘤细胞发生氧化反应，产生细胞毒性从而杀死肿瘤细胞。卟啉类光敏剂早期在光动力疗法中被广泛应用，随后其他类型的光敏剂逐步出现。目前常见的光动力光敏剂有卟啉型光敏剂，BODIPY型光敏剂和花菁类光敏剂。根据这些化合物自身的结构特点，有些光敏剂直接用作肿瘤光敏药物研究，有些则通过形成纳米药物进行研发。董育斌教授课题组3报告了一种新的基于金属有机纳米框架的UiO-66类型的卟啉光敏剂UiO-66-TPP-SH(图1-3)。研究发现，与位于内部的卟啉光敏剂TCPPUiO-66相比，经外表面修饰的UiO-66-TPP-SH尺寸小于150nm，不仅可以保持MOF的结构特征和尺寸，而且具有良好的细胞膜通透性。用660nm(100mW·cm-2)激光照射UiO-66-TPP-SH纳米粒子时可以高效生成单线态氧并能有效杀死癌细胞，不对纳米粒子激光照射时其细胞毒性较低。该研究为制备用于肿瘤光动力治疗的新型和实用型纳米光敏剂提供了新的研究思路。图1-3光敏剂UiO-66-TPP-SH和TCPPUiO-66的制备与抗肿瘤研究谢志刚研究员和王磊博士等4合成了光学活性的二碘代氟硼二吡咯单羧酸衍生物I2-BDP。他们将锆纳米金属有机框架载体UiO-66和I2-BDP进行高效配体交换合成了UiO-PDT光动力治疗剂（图1-3）。从图中可以看出，UiO-PDT与I2-BDP经20mW·cm-2
【参考文献】：
期刊论文
[1]光声成像分子造影剂[J]. 唐鹤文,杨萌,姜玉新. 协和医学杂志. 2018(04)
[2]有机光热转换材料及其在光热疗法中的应用[J]. 陈瑞,王晶晶,乔宏志. 化学进展. 2017(Z2)
[3]一种含聚乙二醇非离子亲水基团的新型水溶性荧光染料的合成及细胞成像[J]. 王升,邱娜,张鹏超,汤昆,张付利. 应用化学. 2016(01)
[4]肿瘤治疗新策略:针对肿瘤细胞代谢特征的靶向治疗[J]. 吴国豪. 中国实用外科杂志. 2009(01)
[5]菁染料光稳定性及氧猝灭剂对其光稳定性的影响[J]. 郑香娣,魏杰,刘立峰,钟俊. 北京化工大学学报(自然科学版). 2004(02)
[6]β-环糊精对菁染料光稳定性的影响[J]. 王兰英,黄怡,张小刚,徐玲,张祖训. 应用化学. 2003(03)
[7]生物标示用3H-吲哚菁染料[J]. 彭孝军,王丽秋. 染料工业. 2002(04)
[8]一次写入式光盘用菁染料的研究[J]. 孟凡顺,汤小群,苏建华,唐晓东. 华东理工大学学报. 1999(01)
[9]新型吲哚碳菁染料的合成及表征[J]. 戴志飞,彭必先. 有机化学. 1998(05)
[10]N－苄基吲哚三碳菁染料的合成及性能[J]. 陈欣,姚祖光. 高等学校化学学报. 1996(10)
博士论文
[1]近红外中位硫、氮取代七甲川菁类荧光染料的合成及光谱性能研究[D]. 宋锋玲.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]不对称方酸类近红外荧光探针的设计及其在亮氨酸氨基肽酶检测中的应用[D]. 吴波.华南理工大学 2019
[2]近红外染料功能化磁纳米探针在肿瘤诊疗中的应用研究[D]. 周理华.湖南师范大学 2017
本文编号：3539572
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