不同荷電性質(zhì)氨基酸類酞菁的設(shè)計合成與光敏活性研究.pdf

1、酞菁(Pcs)因光療窗口強(qiáng)吸收、易于修飾、光熱穩(wěn)定性好、活性氧產(chǎn)率高等特點(diǎn)而被視為理想光敏劑的典型代表，成為光動力療法(PDT)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。酞菁的荷電性質(zhì)與其溶解性、腫瘤細(xì)胞攝取及光敏抗腫瘤活性等密切相關(guān)。本論文從荷電性質(zhì)角度出發(fā)，設(shè)計合成了系列荷電性質(zhì)不同的氨基酸類酞菁，研究了酞菁的荷電性質(zhì)對溶解性、腫瘤細(xì)胞攝取及光敏抗腫瘤活性等性質(zhì)的影響，篩選獲得了水溶性好、腫瘤攝取能力強(qiáng)且光敏抗腫瘤活性優(yōu)異的氨基酸類酞菁，為酞菁應(yīng)用于PD

2、T時問題的解決提供了一條新的思路，相關(guān)結(jié)果如下。
　　1.設(shè)計合成了18個前體化合物和12個荷電性質(zhì)不同的鋅酞菁，其中未見報道的前體化合物14個、酞菁11個，并通過紅外、紫外、核磁（氫譜和碳譜）、質(zhì)譜、元素分析等手段對新化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。水溶液中Zeta電位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:ENZnPc、NEZnPc和EPZnPc分別為生理?xiàng)l件下帶負(fù)電、不帶電和帶正電的丙氨酸酞菁;QZnPc1和Q7nPc2為帶正電的季銨鹽丙氨酸酞菁;ArgZn

3、Pc1和ArgZnPc2為在較寬pH范圍內(nèi)帶正電的精氨酸酞青TyrZnPc(酪氨酸四取代)、AspZnPc（天冬氨酸四取代）、GluZnPc（谷氨酸四取代）、LysZnPc（賴氨酸四取代）和OGIuZnPc（谷氨酸八取代）是帶電類型可隨環(huán)境pH不同而發(fā)生改變的氨基酸類酞菁。
　　2.研究了骨架結(jié)構(gòu)基本相同、荷電性質(zhì)不同的丙氨酸酞菁的溶解性和光敏活性等性質(zhì)。結(jié)果表明，生理環(huán)境中帶電的丙氨酸酞菁比電中性的丙氨酸酞菁的水溶性要好，而帶正

4、電的丙氨酸酞菁既能在水中溶解，又能在部分有機(jī)溶劑中溶解，具有一定的兩親性;帶正電的丙氨酸酞菁比電中性和帶負(fù)電的丙氨酸酞菁的單線態(tài)氧產(chǎn)生速率、腫瘤細(xì)胞攝取率和體外抗腫瘤活性都要高。
　　3.探討了溶液pH變化對QZnPc1和QZnPc2聚集、光敏活性等性質(zhì)的影響因素。結(jié)果表明，堿的加入會顯著降低QZnPc1的聚集程度，但對QZnPc2的聚集性質(zhì)無明顯影響;酸的加入對QZnpc1和QZnPc2的聚集性質(zhì)影響不大。研究表明，堿的加入會促

5、使QZnPc1結(jié)構(gòu)中的酰胺向亞胺醇轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化生成的亞胺醇可以與苯環(huán)形成更大的共軛體系而穩(wěn)定存在于溶液中，進(jìn)而促使QZnPc1解聚;QZnPc2結(jié)構(gòu)中酰胺鍵與苯環(huán)之間的亞甲基阻斷了生成的亞胺醇與苯環(huán)之間的共軛，導(dǎo)致亞胺醇不能穩(wěn)定存在，因此堿的加入不能降低其聚集。光敏活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，QZnPc1的聚集程度降低后其單線態(tài)氧產(chǎn)生速率和光敏損傷DNA的能力均有顯著增強(qiáng)。這種pH誘導(dǎo)酞菁聚集程度降低的方法為低聚酞菁的設(shè)計合成提供了一條新的思路。<

6、br>　　4.通過對精氨酸類酞菁荷電性質(zhì)及光敏活性的研究發(fā)現(xiàn)，由于結(jié)構(gòu)中胍基的存在，使得ArgZnPc1和ArgZnPc2具有很好的水溶性，同時也使它們可以在pH5到9的范圍內(nèi)帶正電，克服了質(zhì)子化酞菁在生理環(huán)境下易去質(zhì)子化的缺點(diǎn);ArgZnPc1的單線態(tài)氧產(chǎn)生速率和細(xì)胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生能力高，光穩(wěn)定性好，24 h腫瘤細(xì)胞攝取率為95.96％，實(shí)驗(yàn)條件下單次光照細(xì)胞死亡率為84.1％。然而，ArgZnPc1與生物大分子(BSA)的相互作用非常

7、強(qiáng)(熒光猝滅常數(shù)Kq=9.1×1012L/mol)。
　　5.研究了pH響應(yīng)的荷電翻轉(zhuǎn)型氨基酸類酞菁在正常組織(pH≈7.4)和腫瘤組織(pH≈6.5) pH條件下的荷電性質(zhì)和光敏活性。Zeta電位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:GIuZnPc和OGIuZnPc的等電點(diǎn)pH分別為6.83和7.01，在pH7.4時帶負(fù)電(Zeta電位值分別為-10 mV和-15 mV)，在pH6.5時帶正電(Zeta電位值分別為+5 mV和+9 mV)，實(shí)現(xiàn)了腫瘤組

8、織微環(huán)境pH響應(yīng)的荷電翻轉(zhuǎn);TyrZnPc、AspZnPc和LysZnPc的等電點(diǎn)pH分別為5.96、6.38和7.82，因此當(dāng)溶液的pH從7.4變?yōu)?.5時它們的荷電性質(zhì)不會發(fā)生翻轉(zhuǎn)。OGluZnPc和GluZnPc在pH6.5時的單線態(tài)氧產(chǎn)生速率、腫瘤細(xì)胞攝取率、體外光敏抗腫瘤活性和對BSA熒光的猝滅常數(shù)都要高于在pH7.4時的相應(yīng)值，而其它三種酞菁在pH6.5和pH7.4時的光動力活性并沒有明顯差異。OGluZnPc和GluZnP