用于光动力治疗的几种酞菁化合物的合成及生物活性测试

摘要

酞菁作为目前具有应用潜力的光动力治疗光敏剂之一，红光吸收、组织穿透力强、单线态氧产率高和体内代谢速度快等特点。与此同时，酞菁具有的平面共轭结构使得酞菁难以溶解、提纯难。通过对酞菁的周环或者轴向进行取代，使其接上羧基等水溶性基团，能够大大改善酞菁的聚集状态。
　　越来越多的研究已证实锗、钼、钯、铜、镍等金属离子及其配合物具有抗癌抗菌活性。但这类化疗药物溶解性差，长期服用会产生耐药性，毒性大等问题亟待解决。
　　本论文第一部分我们合成了水溶性的铜、镍酞菁，以生物相容性的酞菁为载体，改善溶解性，增加生物相容性。对合成的酞菁进行表征，并研究了其光化学物理特性以及体外生物活性。以期实现化疗和光动力治疗协同抗癌的效果，得到集多效为一体的抗癌及抗菌药物。
　　论文第二部分我们合成了大环多胺轴向取代的硅酞菁，硅酞菁单线态氧产率高、荧光量子产率高和生物相容性好，抗肿瘤活性强等，同时能够在癌细胞处富集。本论文的主要内容如下:
　　1.以邻苯二腈法合成对称的水溶性铜酞菁和镍酞菁。实验过程中发现，先加入原料和催化剂待其反应成环后，再加入金属盐，这种方法能够有效的提高金属酞菁的纯度和产率，尤其是对于铜酞菁。通过氢谱、质谱、元素分析、红外光谱、热重分析、紫外可见光谱对所合成的酞菁进行表征，证明了水溶性金属酞菁的成功合成。
　　2.测试合成的水溶性铜、镍酞菁的水溶性、单线态氧产率、光稳定性等光物理化学性质。随后进行的细胞吸收实验显示，肿瘤细胞对镍酞菁的吸收量高于铜酞菁，在细胞毒性实验中，两种水溶性酞菁在避光和光照情况下均表现出重金属离子对肿瘤细胞的抑制作用，同时光照条件下IC50值明显小于避光条件，光照条件下表现出较强的光毒性，显示出合成的两种水溶性金属酞菁具有化疗-光动力治疗协同抗癌活性。
　　3.以Cyclen为原料，设计合成了大环多胺轴向取代硅酞菁类化合物SiPc-(Cyclen)2，通过质谱、氢谱、紫外可见光谱对其进行表征。随后测试了该化合物的溶解性、单线态氧产率、荧光量子产率、光稳定性等光物理化学性质。结果表示合成的酞菁在有机溶剂中具有良好的溶解性，低浓度下符合比尔-朗博定律。单线态氧产率为0.47，荧光量子产率为0.37。
　　4.利用Hela细胞对合成的硅酞菁进行了细胞吸收、细胞毒性和细胞内荧光成像实验。细胞吸收实验显示，合成的硅酞菁能够进入细胞内，同时细胞内荧光成像实验显示，合成的硅酞菁能够较好的分布在细胞内。细胞毒性实验中，合成的硅酞菁表现出良好的光毒性和很低的暗毒性，IC50为0.20μM，具有潜在的应用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．2．1 光动力治疗过程

1．2．2 光动力治疗的机制

1．2．3 光动力治疗要素

1．3 酞菁

1．3．1 酞菁的简介

1．3．2 基本结构和性质

1．3．3 金属酞菁的合成

1．3．4 羧酸取代酞菁

1．4 金属离子

1．4．1 金属抗癌活性简介

1．4．2 金属药物抗癌活性机理

1．4．3 问题与解决思路

1．4．4 金属酞菁抗癌活性

1．5 论文的主要内容和创新点

1．5．1 选题的依据与研究意义

1．5．2 本论文主要工作

参考文献

第二章 水溶性Ni(Ⅱ)镍酞菁和Cu(Ⅱ)铜酞菁的合成及体外活性测试

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器

2．2．2 实验试剂

2．2．3 化合物的合成

2．3 结果与讨论

2．3．1 合成

2．3．2 图谱分析

2．3．3 紫外可见光谱

2．3．4 四种金属酞菁酞菁在不同溶剂中的紫外可见吸收

2．3．5 酞菁不同浓度下的紫外可见吸收光谱

2．3．6 单线态氧测试

2．3．7 光稳定性测试

2．3．8 细胞实验

2．4 小结

参考文献

第三章 Cyclen轴向取代硅酞菁的合成及体外活性测试

3．1 引言

3．1．1 Cyclen简介

3．1．2 Cyclen的N取代

3．1．3 反应体系的选择

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验试剂

3．2．3 化合物合成步骤

3．2．4 细胞实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 合成

3．3．2 化合物的表征

3．3．3 紫外可见吸收光谱

3．3．4 不同溶剂中的紫外可见吸收光谱

3．3．5 不同浓度下的紫外可见吸收光谱

3．3．6 荧光光谱测试

3．3．7 单线态氧测试

3．3．8 光稳定性实验

3．3．9 细胞吸收实验

3．3．10 细胞内荧光成像

3．3．11 细胞毒性实验

3．4 小结

参考文献

第四章 总结与展望

致谢

攻读硕士期间发表的论文