不同荷電性質(zhì)氨基酸類酞菁的設計合成與光敏活性研究.pdf

1、酞菁(Pcs)因光療窗口強吸收、易于修飾、光熱穩(wěn)定性好、活性氧產(chǎn)率高等特點而被視為理想光敏劑的典型代表，成為光動力療法(PDT)研究領域的熱點之一。酞菁的荷電性質(zhì)與其溶解性、腫瘤細胞攝取及光敏抗腫瘤活性等密切相關。本論文從荷電性質(zhì)角度出發(fā)，設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、腫瘤攝取能力強且光敏抗腫瘤活性優(yōu)異的氨基酸類酞菁，為酞菁應用于PD

2、T時問題的解決提供了一條新的思路，相關結(jié)果如下。
　　1.設計合成了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)進行了表征。水溶液中Zeta電位實驗結(jié)果表明:ENZnPc、NEZnPc和EPZnPc分別為生理條件下帶負電、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電的丙氨酸酞菁的單線態(tài)氧產(chǎn)生速率、腫瘤細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。光敏活性實驗結(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。這種pH誘導酞菁聚集程度降低的方法為低聚酞菁的設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;ArgZnPc1的單線態(tài)氧產(chǎn)生速率和細胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生能力高，光穩(wěn)定性好，24 h腫瘤細胞攝取率為95.96％，實驗條件下單次光照細胞死亡率為84.1％。然而，ArgZnPc1與生物大分子(BSA)的相互作用非常

7、強(熒光猝滅常數(shù)Kq=9.1×1012L/mol)。
　　5.研究了pH響應的荷電翻轉(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電位實驗結(jié)果表明:GIuZnPc和OGIuZnPc的等電點pH分別為6.83和7.01，在pH7.4時帶負電(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)，實現(xiàn)了腫瘤組

8、織微環(huán)境pH響應的荷電翻轉(zhuǎn);TyrZnPc、AspZnPc和LysZnPc的等電點pH分別為5.96、6.38和7.82，因此當溶液的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