生物相容性C60衍生物的合成及其細(xì)胞保護(hù)活性的研究.pdf

1、利用[C60]富勒烯的各種衍生化方法，將水溶性基團(tuán)或某些生物活性的組份引入到C60上，合成生物相容的C60衍生物，研究它們的生物活性，已經(jīng)成為[C60]富勒烯化學(xué)及富勒烯生物學(xué)應(yīng)用的一個重要課題。本文利用C60的胺化反應(yīng)，C60與亞氨基二乙酸酯類的光化學(xué)反應(yīng)，C60 Bingel環(huán)加成反應(yīng)以及C60與疊氮化物的環(huán)加成反應(yīng)，合成和制備了幾種未見文獻(xiàn)報道的生物相容性的C60衍生物。通過對它們抗氧化、自由基清除及細(xì)胞保護(hù)等活性的研究，為尋找具

2、有優(yōu)良抗氧化活性的C60衍生物提供基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)。同時，通過對這些生物學(xué)性質(zhì)的影響因素及構(gòu)效規(guī)律的探討和分析，為生物相容性C60衍生物分子的設(shè)計和合成提供基本的信息。主要內(nèi)容包括：
　　 1.C60與氨基酸類物質(zhì)在甲苯/乙醇混和溶劑中的親核加成反應(yīng)制得水溶性的C60氨基酸衍生物1a，1b，1c和1d，它們的加成度分別為：n=5(1a)，5(1b)，4(1c)和3(1d)。C60氨化反應(yīng)的加成度與氨基酸碳鏈的空間阻礙及加成產(chǎn)物在反應(yīng)

3、介質(zhì)中的溶解性等因素有關(guān)。
　　 氧自由基的清除實驗、體外培養(yǎng)小鼠胸腺細(xì)胞實驗、及紅細(xì)胞氧化性溶血實驗表明：1a，1b，1c和 1d 都具有抗氧化及清除自由基的活性，而且劑量效應(yīng)明顯。上述實驗也表明：C60氨基酸衍生物(1a和1b；1a，1c和1d)抗氧化活性的大小都有如下規(guī)律：1a＞1b ；1a ＞1c＞1d表明，C60氨基酸加成物加成基團(tuán)的空間位阻及加成度增加所導(dǎo)致的烯鍵電荷密度增大是影響其抗氧化及自由基清除活性的內(nèi)在因素。

4、
　　 2.C60吡咯烷羧酸衍生物2b和3b 經(jīng)由C60與亞氨基二乙酸甲酯(NH(CH2COOMe)2的光化學(xué)反應(yīng)，N-烴基化反應(yīng)及水解和酸化等步聚制得,產(chǎn)率分別為65％和53％ (基于C60吡咯烷衍生物2a和3a)。
　　 2b和3b在0～3×10-4 mol/L 濃度范圍內(nèi)，能明顯清除化學(xué)發(fā)光體系中產(chǎn)生的超氧陰離子O2??和羥基·OH等自由基，它們的清除能力并無明顯差異。相同的C60母體結(jié)構(gòu)—單加成[6,6]-閉環(huán)結(jié)

5、構(gòu)決定了它們相似的自由基清除能力。
　　 C60吡咯烷二羧酸 2b和三羧酸 3b在極性介質(zhì)中容易聚集。用電導(dǎo)法測定了2b和3b鈉鹽的臨界聚集濃度(CAC)，分別為 3.58×10-4 mol/L (2b)和3.33×10-4 mol/L (3b)。透射電子顯微鏡(TEM)、靜態(tài)光散射(SLS)、UV-vis等方法進(jìn)一步證實了2b和 3b的這一聚集行為。 2b和 3b CAC的差異、聚集體粒徑大小的不同，表明C60單加成衍生物加成

6、基團(tuán)中羧基(COOH)數(shù)目的多少對其聚集行為的影響。
　　 氧自由基的清除實驗及紅細(xì)胞氧化性溶血實驗表明：2b和3b聚集行為的發(fā)生導(dǎo)致了它們抗氧化及自由基清除能力下降。
　　 3.合成了C60基Ebselen衍生物7 (產(chǎn)率53[％])和10(產(chǎn)率42[％]，以消耗的[60]富勒烯計)。
　　 MTT 法及LDH法測試表明，7和10及相應(yīng)的C60、和Ebselen衍生物均能抑制H2O2誘導(dǎo)的大鼠大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞的

7、損傷，而且7和10和保護(hù)作用要強(qiáng)于相應(yīng)的C60、及Ebselen衍生物。NADPH-RD酶偶聯(lián)分析法的測試表明，7和10的GPx 活力也均高于相應(yīng)的C60、及Ebselen衍生物。
　　 C60基Ebselen衍生物比相應(yīng)的C60、及Ebselen衍生物表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗氧化與神經(jīng)保護(hù)活性，這一活性的增強(qiáng)應(yīng)歸因于它的自由基清除能力的提高及GPX活力的增強(qiáng)。因此，通過選擇合適的抗氧化組份并將它們引入到C60是獲得具有更強(qiáng)的抗氧化性的C