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光动力疗法已成为治疗癌症的有效治疗方法。其治疗原理是:将光敏剂药物注射入人体,部分光敏剂富集到肿瘤部位;在肿瘤外部施加近红外波长的光照,被光激发的光敏剂能够将能量转移至单分子氧,从而产生活性氧(主要是单线态氧,1O2);活性氧能与生物大分子发生氧化作用,导致对肿瘤细胞的氧化性损伤并抑制肿瘤生长。线粒体作为生物系统中的“能量工厂”,在各种各样的生理过程中发挥着重要作用。另外,线粒体也是介导细胞凋亡的主要执行者,因此开发对线粒体具有靶向功能的光敏剂药物,并应用于光动力治疗肿瘤具有十分重要的意义。由于线粒体的跨膜电位为负值,多项研究结果表明带正电的亲脂性光敏剂易结合线粒体膜并进入线粒体内部。目前,很多研究是将三苯基膦通过共价键与光敏剂药物连接,从而使光敏剂药物易于内吞进入肿瘤细胞内的线粒体。但是,由于三苯基膦修饰的光敏剂药物是带正电的疏水分子,易结合血液中带负电的蛋白质,并被体内网状内皮系统或巨噬系统所识别,从而加速其从机体清除的速率,导致其在未到达肿瘤部位之前就被肝脾等巨噬细胞丰富的器官清除,无法在肿瘤部位达到有效药物剂量。为了开发具有线粒体靶向功能的光敏剂和提高其在肿瘤部位的有效剂量,本课题合成了四种共价键连吡啶的氟硼二吡咯(BODIPY)光敏剂,并开发了一种新型脂质体包裹光敏剂的技术。具体的研究内容和结果如下:(1)通过BODIPY光敏剂分子设计,合成了四种吡啶修饰的BODIPY光敏剂(缩写BDP-1、BDP-2、BDP-3和BDP-4表示),并通过核磁共振氢谱、碳谱和质谱对这些化合物进行了表征。(2)研究了四种BODIPY光敏剂在660 nm光照条件下产生1O2的效率,结果表明四种BODIPY光敏剂在光照下均可以有效的产生1O2。另外,BDP-1和BDP-2表现较强的疏水性,而BDP-3和BDP-4能够在水溶液中形成纳米粒子。透射电镜(TEM)结果表明其平均粒径分别为24.1±0.9 nm和3.4±1.1 nm。动态光散射(DLS)结果表明BDP-2、BDP-3和BDP-4在水中的流体力学直径分别为825.0 nm、220.2 nm和43.8 mm。纳米粒子表面Zeta电位测量值分别为+25.8 mV、+25.4 mV和+30.7 mV。(3)考察了四种光敏剂被脂质体包裹的条件,结果发现BDP-3能被脂质体包裹制备得到粒径均一、平均直径在113.3±10.07 nm的纳米粒子,其表面Zeta电位为-0.284mV。研究表明这些包裹BDP-3的脂质体纳米粒子在水溶液中具有较好的稳定性。(4)体外细胞实验结果表明,纳米粒子能被MDA-MB-231乳腺癌细胞内吞进入细胞的溶酶体内。在脂质体结构破坏后,BDP-3光敏剂能够破坏溶酶体膜并靶向于线粒体。在660nm光照作用下,光敏剂能够在MDA-MB-231癌细胞中大量产生1O2,从而对癌细胞产生显著的光动力杀伤效果。此外,当纳米粒子与癌细胞培养后,如未施加光照,没有发现有细胞凋亡,表明纳米粒子具有较低的毒副作用。