CN102503947A - 光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物及制备方法。本发明方案是二氢卟吩e6的大π键中嵌入Ti²⁺进行改性，Ti²⁺与二氢卟吩e6之间物质量比为1∶1，所述Ti²⁺离子为TiCl₄离解还原产物；所述二氢卟吩e6为螺旋藻天然提取物降解后所得。本发明解决了第一代光敏剂存在的光响应不灵敏、靶向性不高且光毒性大须进行介入给药和第二代光敏剂存在的光响应不敏感、易发生光降解且不易保存等缺陷。本发明具有光响应范围宽且灵敏、光毒性小特点的光氧动力治疗用光敏剂，在使用相同剂量条件下能更为有效地杀伤肿瘤细胞抑制细胞增殖。

Description

光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物及制备方法

技术领域

本发明涉及一种医用药物，特别涉及一种光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物及制备方法。

背景技术

目前，治疗肿瘤的手段仍然为手术治疗，结合放化疗能起到一定的治愈效果。但大部分肿瘤患者在发现时其病程已处于中晚期阶段，丧失了手术治疗的可能，只能采用传统的放疗结合化疗的治疗手段，因此其治疗效果均不理想。

在本发明之前，一种光氧动力治疗肿瘤的方法得到应用，即通过激光照射光敏剂在肿瘤病灶区产生氧自由基进而杀伤肿瘤细胞，这种方法具有安全性高、副反应小，可多次重复治疗，顺应性好，且抗肿瘤谱广，适合全身性治疗等优点，对多种恶性肿瘤尤其是病灶浅表型恶性肿瘤有极好的治疗效果。

但是，这种光氧动力治疗肿瘤的方法在应用时，其第一代光敏剂多为血卟啉类物质，其光响应不灵敏、靶向性不高且光毒性大，患者在服用后需避光治疗，对生活造成极大不便，且需进行介入给药，对患者造成一定的伤害。第二代光敏剂多为卟吩或其衍生物，其主要特点为响应波长较长，光毒性小，患者服用后不需要避光，通过静脉注射进入患者体内，对患者伤害性小，其存在的缺点为光响应不敏感，导致其对肿瘤细胞的杀伤效果不理想，容易发生光降解，不易保存，需现配现用等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，研究、开发一种光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物及制备方法。

本发明的技术方案是：

光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物，其主要技术特征在于二氢卟吩e6的大π键中嵌入Ti²⁺进行改性，Ti²⁺与二氢卟吩e6之间物质量比为1∶1，所述Ti²⁺离子为TiCl₄离解还原产物；所述二氢卟吩e6为螺旋藻天然提取物降解后所得。

本发明的另一技术方案是：

上述的光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物制备方法，其主要技术步骤在于：

天然二氢卟吩e6提取

(1)天然叶绿素提取

将1g螺旋藻粉体与100mL乙醇混合，并研磨1h，待所有颗粒消失后停止研磨；

将研磨好的螺旋藻与乙醇混合液置于磁力搅拌器中搅拌，中速，避光，搅拌时间16h，搅拌完成后溶液过滤，得到深绿色叶绿素混合溶液；

计算溶解度R得到：

R＝(1-0.048)/100＝0.952g/mL

溶液主要成分为：叶绿素51.8％；维生素5.4％、叶酸3.5％、类胡萝卜素3.2％、烟酸2.7％、泛酸钙1.8％、肌酸1.5％、藻青素1.3％、γ-亚麻酸1.1％；

(2)二氢卟吩e6的建立

通过控制溶液pH值使之发生水解，得到初步叶绿素改性物；

改性条件为：

将高浓度HCl(2M)加入螺旋藻活性成分水溶体系，当溶液pH值达到1时，停止加入，待水解反应发生，发生过程中伴随有吸热过程发生，反应发生完成后取样测定其吸光度。根据理论推测，物质发生脱酯、脱醚反应，附属直链碳链从分子结构中脱落；

Ti²⁺嵌入改性

强酸导致叶绿素变性，发生脱酯、脱醚反应，弱酸可使叶绿素发生离子脱附反应，反应条件如下：

使用0.1MHCl调整叶绿素强酸改性后产物或为卟吩e，先将溶液pH值调整至2.8，溶液中卟吩e发生脱镁反应，Mg2+从卟吩环中脱出，测定溶液中Mg2+离子浓度，待所有镁离子析出后，使用NaOH调整溶液pH值至7.2，溶液中形成粒状沉淀，粒状沉淀的主要成分为Mg(OH)2，过滤溶液，将Zn(CH3COO)2、CuCl2、TiCl2三种溶液分别加入，溶液中Zn、Cu、Ti离子进入卟吩环中，完成改性。

本发明的优点和效果在于提供新型钛合二氢卟吩e6化合物，能很好的克服以上两种光敏剂的缺陷，极大地提高其应用范围，解决目前已经临床使用的光敏剂存在的缺点，可极大地提高光敏剂的使用、治疗效率，且光响应范围宽且灵敏、光毒性小的光氧动力治疗用光敏剂，在使用相同剂量条件下能更为有效地杀伤肿瘤细胞抑制细胞增殖。

本发明的其他具体优点和效果将在下面继续说明。

附图说明

图1——叶绿素紫外可见光吸收示意图。图中，横坐标为紫外可见光入射波长，纵坐标为物质吸光度。

图2——螺旋藻天然产物紫外可见光吸收示意图。

图3——二氢卟吩e6紫外可见光吸收示意图。

图4——二氢卟吩e6钛合物紫外可见光吸收示意图。

图5——二氢卟吩e6质谱分析示意图。

具体实施方式

1.天然二氢卟吩e6提取

1.1天然叶绿素提取

本发明所用螺旋藻为颗粒状，不利于其有效成分的提取，因此在使用前必须进行必要的粉碎。本实验所用的粉碎方法为研磨法，将1g螺旋藻粉体与100mL乙醇混合，并研磨1h，研磨过程中观察溶液中是否有明显颗粒存在，待所有颗粒消失后停止研磨。

将研磨好的螺旋藻与乙醇混合液置于磁力搅拌器中搅拌，搅拌速度中速，避光，搅拌时间16h，搅拌完成后溶液过滤，得到深绿色溶液。

计算溶解度R得到：

R＝(1-0.048)/100＝0.952g/mL

1.2二氢卟吩e6的建立

从叶绿素结构式中可得，在其卟吩核环上有醛基和双键基团，在分子结构末端存在醚基和酯基，可通过控制溶液pH值使之发生水解，达到初步改性的效果。本发明采用了此种方法得到了初步叶绿素改性物。

改性条件为：

将高浓度HCl(2M)加入螺旋藻活性成分水溶体系，当溶液pH值达到1时，停止加入，待水解反应发生，发生过程中伴随有吸热过程发生，反应发生完成后取样测定其吸光度。根据理论推测，物质发生脱酯、脱醚反应，附属直链碳链从分子结构中脱落。

如图3所示：

为叶绿素改性后特征吸收图，图中物质在430-460nm处吸收峰已被消除，表明改性相对成功，物质已具备基本的卟吩特征吸收，降低了物质的光毒性，有利于其在光阳治疗中的应用。

2.Ti²⁺嵌入改性

强酸可导致叶绿素变性，发生脱酯、脱醚反应，弱酸可使叶绿素发生离子脱附反应，本发明采用了3种不同离子来取代叶绿素卟吩环中Mg离子，反应条件如下：使用0.1MHCl调整叶绿素强酸改性后产物(暂时命名为卟吩e)，先将溶液pH值调整至2.8，溶液中卟吩e发生脱镁反应，Mg2+从卟吩环中脱出，测定溶液中Mg2+离子浓度，待所有镁离子析出后，使用NaOH调整溶液pH值至7.2，可观察到溶液中形成粒状沉淀，沉淀主要成分为Mg(OH)2，过滤溶液，将Zn(CH3C00)2、CuCl2、TiCl2三种溶液分别加入，溶液中Zn、Cu、Ti离子进入卟吩环中，完成改性。改性后卟吩e光吸收曲线见图2。

Ti改性后，卟吩e特征吸收峰从630nm处红移至680nm左右，发生显著变化，同时在相同浓度下其吸光度增加，同时其半峰宽也显著增加，光响应性能得到大幅提高。

3.二氢卟吩e6及叶绿素结构鉴定

图中a为叶绿素质谱，b为卟吩e质谱，通过质谱中出现的C链片段大小综合得到测定物质的基本结构式，两种物质均具有明显卟啉环结构，见图3。

实例1——叶绿素紫外可见吸收光谱

如图1所示：

中出现的两个吸收峰均为叶绿素特征吸收峰，可得从单纯叶绿素中提取得到的叶绿素活性物质其活性相对较低。

实例2——螺旋藻活性提取物紫外可见光谱

如图2所示：

螺旋藻活性成分在紫外可见光谱中有两个特征吸收峰出现，其中400-450nm有一个吸收峰，这个区域为蓝光所在区域，并且为一平台锋，表明此种物质主要物质结构中带有典型π电子云。在650nm附近，物质出现第二个吸收峰，且为尖峰，复合特征吸收峰的特点，与标准吸收曲线比较，此吸收峰为叶绿素特征吸收峰(640-660nm)。A1为无水乙醇对照吸收峰，图中紫外可见区未出现明显的吸收，表明在此浓度条件下，乙醇不会对活性物质造成影响。E2为浓度降低一半实验结果，结果表明浓度降低，物质吸光度降低，但其特征吸收峰所在波长未发生变化，因此，此物质中起主要作用的为叶绿素。

实例3——二氢卟吩紫外可见吸收光谱

如图3所示：

为二氢卟吩特征吸收图，图中物质在430-460nm处吸收峰已被消除，物质已具备基本的卟吩特征吸收，降低了物质的光毒性，有利于其在光阳治疗中的应用。实例4——二氢卟吩e6钛合物紫外可见光吸收

如图4所示：

Ti改性后，卟吩e特征吸收峰从630nm处红移至680nm左右，发生显著变化，同时在相同浓度下其吸光度增加，同时其半峰宽也显著增加，光响应性能得到大幅提高。

实例5——卟吩e6质谱鉴定

如图5所示：

通过质谱中出现的C链片段大小综合得到测定物质的基本结构式，两种物质均具有明显卟啉环结构。

本发明制备得到的二氢卟吩e6为天然产物提取活性物质，能很好的保证物质的生物活性，其本身对人体无毒副作用。与Ti离子结合后能提高其光响应范围，从而降低治疗过程中大频率激光功率，减少激光对患者的灼伤作用，降低成本。大π键与钛离子形成较稳定的配位键能极大地提高其光稳定性能，降低其光降解率，提高相同剂量光敏剂的治疗效果并延长单次给药的治疗时间降低治疗成本；同时，由于Ti离子对大π键的吸引作用，可提高大π键中离子的跃迁性能，提高光敏剂分子的光学性能，增强其光敏性能，在相同光照条件下更易电离02分子产生氧自由基及单态氧，提高光敏剂的治疗效果。患者在治疗过程中不需避光，可极大地提高患者生活质量。治疗过程中光敏剂通过静脉注射进入患者体内，相对舌下含服可缩短用药时间，相对于介入给药可降低给药过程中对患者造成的伤害。Ti离子在光敏剂降解后进入循环系统不会对人体造成额外伤害，能通过代谢系统排出体外，不会在患者体内富集堆蓄，对人体其它器官造成影响。

Claims (3)

1.光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物，其特征在于二氢卟吩e6的大π键中嵌入Ti²⁺进行改性，Ti²⁺与二氢卟吩e6之间物质量比为1∶1，所述Ti²⁺离子为TiCl₄离解还原产物；所述二氢卟吩e6为螺旋藻天然提取物降解后所得。

2.根据权利要求1所述的光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物，其特征在于二氢卟吩e6钛合物的光响应范围为550-690nm波长近红外光及远端红光，最大特征响应波长为675nm。

3.根据上述的光氧动力治疗肿瘤用光敏剂二氢卟吩e6钛合物制备方法，其步骤在于：

天然二氢卟吩e6提取

(1)天然叶绿素提取

将1g螺旋藻粉体与100mL乙醇混合，并研磨1h，待所有颗粒消失后停止研磨；

将研磨好的螺旋藻与乙醇混合液置于磁力搅拌器中搅拌，中速，避光，搅拌时间16h，搅拌完成后溶液过滤，得到深绿色叶绿素混合溶液；

计算溶解度R得到：

R＝(1-0.048)/100＝0.952g/mL

溶液主要成分为：叶绿素51.8％；维生素5.4％、叶酸3.5％、类胡萝卜素3.2％、烟酸2.7％、泛酸钙1.8％、肌酸1.5％、藻青素1.3％、γ-亚麻酸1.1％；

(2)二氢卟吩e6的建立

通过控制溶液pH值使之发生水解，得到初步叶绿素改性物；

改性条件为：

将高浓度HCl(2M)加入螺旋藻活性成分水溶体系，当溶液pH值达到1时，停止加入，待水解反应发生，发生过程中伴随有吸热过程发生，反应发生完成后取样测定其吸光度。根据理论推测，物质发生脱酯、脱醚反应，附属直链碳链从分子结构中脱落；

Ti²⁺嵌入改性

强酸导致叶绿素变性，发生脱酯、脱醚反应，弱酸可使叶绿素发生离子脱附反应，反应条件如下：

使用0.1MHCl调整叶绿素强酸改性后产物或为卟吩e，先将溶液pH值调整至2.8，溶液中卟吩e发生脱镁反应，Mg2+从卟吩环中脱出，测定溶液中Mg2+离子浓度，待所有镁离子析出后，使用NaOH调整溶液pH值至7.2，溶液中形成粒状沉淀，粒状沉淀的主要成分为Mg(OH)2，过滤溶液，将Zn(CH3COO)2、CuCl2、TiCl2三种溶液分别加入，溶液中Zn、Cu、Ti离子进入卟吩环中，完成改性。

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