论文部分内容阅读
光动力疗法是一种以光化学反应为基础的微创疗法,相较于传统的疗法具有无创性、高选择性、低毒性、靶向性好、反复治疗、伤口愈合速度快和没有相关副作用等优点,所以近年来在临床医学领域受到了广泛应用。然而早期的光动力治疗（PDT）存在激发光源穿透深度较浅和对皮肤有光致毒性的紫外光激发两个主要瓶颈,这极大限制了PDT在生物医学领域中的拓展应用。虽然近些年有近红外激发的PDT概念提出,这在一定程度上解决了穿透深度浅的问题,但遗憾的是单光子激发的光敏化过程不仅会对病灶部位产生细胞毒性,而且也会对光通路组织产生非预期细胞毒性。双光子材料具有较长的激发波长（700-1000 nm）和焦点附近较小的激发区域,因此双光子光动力治疗相较于传统的单光子光动力治疗具备更深的穿透深度和更高的空间分辨率。另一方面传统光敏剂的PDT还存在着非特异性定位和非特异性激活两大问题,非特异性定位可能会带来对正常组织的非预期毒性,而非特异性激活则不能保证光敏剂在病灶组织聚集。可激活光敏剂因其能被特定的靶向分子（微环境、酶、核酸等）所激活,产生具有强细胞毒性的单线态氧进行针对性治疗目前已成为光动力治疗方向一个十分活跃的研究领域。虽然近二三十年,用于PDT的可激活光敏剂研究已经取得了不小的进步,然而所获得的材料大多是单光子激发的,鲜有可激活双光子光敏剂的报道,这严重影响了其在生物成像和生物医疗领域的深入应用。因此本论文旨在设计一类合理的可激活有机双光子光敏剂,为光动力治疗发展拓展思路。论文内容分为三章:（1）在本章中,我们设计和制备了一种一氧化氮（NO）可激活的双光子光敏剂DBB-NO。通过酰胺化反应将NO响应基团邻苯二胺（OPD）与两性离子DBB进行耦合,既消除了脱氢抗坏血酸和抗坏血酸对荧光成像形成干扰的可能性,又确保了高效光致电子转移（PeT）过程的进行。光物理性质实验表明,DBB-NO在361 nm处具有高于商业双光子材料两个数量级的摩尔消光系数(ε=1.3×105 M-11 cm-1),因而具备良好的吸光能力。（2）在本章中,我们对双光子光敏剂DBB-NO进行相关的光谱及生物表征。光谱实验表明,在响应NO后,DBB-NO表现出荧光量子产率（ФF,0.17%VS 9.3%）、单线态氧量子产率（ФΔ,1.2%VS 82%）以及双光子吸收截面（δ,279 VS 2800 GM）三者同时显著提高,双光子荧光成像效果（δ×ФF=260.4 GM）和双光子光动力治疗效率（δ×ФΔ=2296GM）是商业双光子光敏剂的两个数量级。另外该光敏剂具有良好的化学稳定性、较小的细胞毒性,以及对NO高度的单一选择性,同时计算得出DBB-NO的检测线为14 nM。双光子荧光成像实验表明,DBB-NO不仅可以有效的响应NO完成双光子荧光成像,而且有潜力作为区分正常巨噬细胞中活化巨噬细胞的智能探针。双光子光动力治疗实验表明,DBB-NO不仅能够被内源性NO激活,产生光毒性作用到炎症组织,而且可以作为一个智能的光敏剂从正常的巨噬细胞中有选择性的杀死活化的巨噬细胞,从而达到精确的治疗。（3）在本章中,我们设计和制备了两种主体共轭骨架相同,侧链长度不同的内盐型双光子光敏剂BAB、DBB。通过主客体嵌套方式,将水溶性柱[5]芳烃（WP5）分别与两种光敏剂侧链季铵盐相结合,关闭系间窜跃（ISC）从而抑制其单线态氧的产生。嵌套前BAB、DBB的单线态氧量子产率ФΔ分别是51%、89%,嵌套后复合材料WP5（?）BAB、WP5（?）DBB的单线态氧量子产率ФΔ分别是21%、5.7%。通过WP5对酸性pH的特殊响应性,WP5（?）DBB有潜力作为优秀的pH可激活双光子光敏剂,构建pH可激活双光子光动力治疗体系。