CN104844645A - 一种轴向ala修饰的硅酞菁及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向ALA修饰的硅酞菁及其制备方法和应用，属于光动力药物或光敏剂制备领域。本发明提供的硅酞菁可做为光敏剂用于光动力治疗、光动力诊断或光动力消毒，其具有包含二代光敏剂ALA的结构，在细胞中可释放出ALA和硅酞菁两种光敏剂，扩大了光动力治疗窗口，显示了良好的协同抗癌效果和极高的光动力活性。

Description

一种轴向ALA修饰的硅酞菁及其制备方法和应用

技术领域

     本发明属于光动力药物或光敏剂制备领域，具体涉及一种轴向ALA修饰的硅酞菁及其制备方法和应用。

背景技术

酞菁配合物是一类重要的功能材料，通过不同的结构修饰可以发展为不同用途的功能材料。在酞菁环上引入合适取代基和中心离子，便有可能开发为氧化催化剂、脱硫催化剂、非线性光学材料、光敏药物、液晶材料、光记录材料或光导材料，但是如何调控取代基和中心离子来获得目标功能化合物，却是需要创造性的工作。

酞菁配合物作为光敏剂在光动力治疗（Photodynamic Therapy）中的应用前景引人瞩目。所谓的光动力治疗（或称光动力疗法），实质上，是光敏剂（或称光敏药物）的光敏化反应在医学领域的应用。其作用过程是，先将光敏剂注入机体，过一段时间后（这段等待时间是让药物在靶体中相对富集），用特定波长的光照射靶体（对体腔内的目标可借助光纤等介入技术导入光源），富集在靶体中的光敏剂在光激发下，启发了一系列光物理光化学反应，产生活性氧，进而破坏靶体（例如癌细胞和癌组织）。

在一些发达国家，光动力治疗已成为治疗癌症的第四种常规方法。与传统的疗法，如外科手术、化疗、放射治疗相比，光动力学治疗最大的优点是可对癌组织进行选择性破坏而不必施行外科手术，且副作用小，因而备受瞩目。

同时，近年来的研究还表明，光动力疗法还可有效地治疗细菌感染、口腔疾病、黄斑变性眼病、动脉硬化、创伤感染以及皮肤病等非癌症疾病。光敏剂还可以用于光动力消毒，最主要的是用于水体、血液和血液衍生物的灭菌消毒。同时，利用光敏剂的荧光性质进行光动力诊断，也是光敏药物的一个重要用途。

光动力治疗的关键在于光敏剂，光动力疗效取决于光敏剂的优劣。基于光动力治疗在治疗肿瘤和其它疾病方面的潜力，科学界普遍认为，光动力治疗将成为21世纪的重要医疗方法，那么，作为光动力治疗核心的光敏剂将成为一个重要而诱人的高新技术产业。

至今，获准在临床上正式使用的光敏剂主要为血卟啉衍生物。在美国、加拿大、德国、日本等国，使用的是Photofrin（美国FDA于1995年正式批准Photofrin用于临床治疗癌症），它是从母牛血液中提取的并进行化学改性的血卟啉低聚物的混合物。血卟啉衍生物显示了一定的疗效，但也暴露了严重缺点：最大吸收波长（380-420nm）不在对人体组织透过率较佳的红光区(650-800nm)，皮肤光毒性大，是混合物、组成不稳定等，因而临床应用受到限制，所以开发新一代光动力药物（光敏剂）是国际上的研究热点。

由于具有最大吸收波长位于易透过人体组织的红光区域和光敏化能力强等特点，酞菁配合物作为光敏剂的应用已引起重视。在各种酞菁配合物中，由于以下原因硅酞菁作为新型光敏剂的应用受到高度重视：（1）硅酞菁可以在轴向引入二个取代基，从而能更有效地阻止酞菁环聚集，保证酞菁光敏化能力的发挥；（2）硅的生物相容性较高、无暗毒性。美国Case Western Reserve 大学研制的轴向取代酞菁硅（Pc4）显示了较高光动力活性，已进入I期临床试验。但是，Pc4的合成路线复杂，制备成本高，稳定性差。因此，迫切需要筛选新的光敏活性高、制备简便、成本低的轴向修饰硅酞菁光敏剂。另外，目前临床试验的光敏剂（包括酞菁类光敏剂）还缺乏对肿瘤组织和癌细胞的选择性，也是当前需要重点克服的问题。

5-氨基酮戊酸(5-aminolevulinic acid, ALA)，是近年来兴起的一种光敏剂。自1990年Kennedy首次提出ALA可以用于光动力治疗便备受国内外专家关注。先后在美国、挪威及欧共体上市，并且也已经在澳大利亚、新西兰等国申请上市。ALA的临床应用广泛，可以用于痤疮、光化性角化病、各种皮肤病、膀胱癌、尖锐湿疣、上消化道癌、直肠癌、乳腺癌、鲜红斑痣、老年性黄斑变性、类风湿关节炎等疾病的治疗，均取得令人满意的疗效。ALA是一种内源性的光敏剂，从自身来讲，它并不具有光动力效果，但是在体内能够经过代谢合成原卟啉( Protoporphyrin IX，一种细胞在摄取亚铁血红素过程中自然产生的光敏剂)来发挥光动力治疗效果的。ALA主要优点包括：（1）副作用低（2）有一定肿瘤选择性（3）适用范围广（4）成本低。但是由于受PpⅨ吸收波长范围（~635 nm）所限，ALA通常用于较浅组织的肿瘤治疗。

到目前为止，利用ALA来轴向修饰硅酞菁的研究并未发现有相关报道，本文中将硅酞菁和ALA两种光敏剂相结合的方法期待能够扩大酞菁及ALA的光动力治疗窗口，提高光敏剂的光动力治疗效果，为发展优秀的抗癌光敏剂提供参考。

特别值得一提的是，欧美、日本等国纷纷加大对新型光敏剂的投入和知识产权的渗透力度，在这种情况下，只有高度重视拥有自主知识产权药物的开发和加快专利保护步伐，才能保证我国在光动力治疗这一重要医疗领域的自主权和制高点。   

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴向ALA修饰的硅酞菁及其制备方法和应用，制得的酞菁硅含有二代光敏剂ALA的结构，显示了良好的亲和性和极高的光动力活性，作为光敏剂应用具有显著优势。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轴向ALA修饰的硅酞菁的结构式如下：

，

上式代表的是轴向取代的硅酞菁配合物，硅酞菁或称酞菁硅，是中心离子为硅的酞菁配合物，酞菁，英文名称phthalocyanine，是四苯并四氮杂卟啉的简称，轴向取代基是通过硅氧键连接的，其中轴向取代基R选自以下基团：

。

制备如上所述的轴向ALA修饰的硅酞菁的方法包括以下步骤：

（1）以二[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]硅酞菁或二[2-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)乙氧基]硅酞菁或二[4-(2-氨基乙基)苯氧基]酞菁硅和N-Boc-5-氨基酮戊酸为反应物，两者的投料摩尔比为1:1~4；

（2）以二氯甲烷为溶剂，溶剂用量为1mmol酞菁硅需50~150ml溶剂，在氮气的保护下，20~30℃下反应24~48小时，通过溶剂清洗和柱层析分离去除过量的原料和杂质，得到所述的轴向ALA修饰的硅酞菁。

如上所述的轴向ALA修饰的硅酞菁应用于制备光动力药物或光敏剂。所述光敏剂，在生物医药领域可称为光敏药剂，或称光敏药物制剂，又称为光动力药剂。所制备的光动力药物或光敏剂可用于光动力治疗、光动力诊断或光动力消毒。所述的光动力治疗可以是恶性肿瘤的光动力治疗，或是良性肿瘤的光动力治疗，或是白血病的骨髓体外光动力净化治疗，或是非癌症疾病的光动力治疗。所述的非癌症疾病，可以是细菌感染，或是口腔疾病，或是黄斑变性眼病，或是动脉硬化，或是创伤感染，或是皮肤病，或是病毒感染。所述的光动力消毒可以是血液或血液衍生物的光动力灭菌净化，或是水的光动力灭菌消毒，或是医用或生活用器的光动力消毒。

制备光动力药物或光敏剂的方法是：用水，或水和其它物质的混合溶液，其中其它物质的质量分数不高于10％，作为溶剂，溶解轴向ALA修饰的硅酞菁，配制成含一定浓度的光敏药剂，硅酞菁的浓度不高于其饱和浓度；在制成的溶液中加入抗氧化剂、缓冲剂和等渗剂作为添加剂以保持光敏药剂的化学稳定性和生物相容性；所述的其它物质是蓖麻油衍生物（Cremophor EL）、二甲亚砜、乙醇、甘油、N，N－二甲基甲酰胺、聚乙二醇300-3000、环糊精、葡萄糖、吐温、聚乙二醇单硬脂酸酯中的一种或几种的混合物。

本发明的有益效果和突出优势在于：

（1）本发明提供的酞菁硅轴向分别含有5-氨基酮戊酸（ALA）和低聚乙二醇或氨基乙基苯氧基，低聚乙二醇或氨基乙基苯氧基可使化合物具有优良的两性性。更重要的是，本发明提供的酞菁硅在轴向通过酯键连接临床使用的第二代光敏剂ALA，在癌细胞中由于酯键的降解，而释放出ALA和硅酞菁两种光敏组分，其中ALA进一步转化为原卟啉，从而和硅酞菁同时发挥光动力活性，显示了良好的协同抗癌效果和极高的光动力活性。

（2）本发明提供的酞菁硅在水溶液中的最大吸收波长位于684nm处，且摩尔吸收系数大（达10⁵数量级），其光谱性质不但大大优于第一代光敏剂，而且优于正在进行临床实验的其他酞菁配合物。例如，本发明提供的酞菁硅配合物的最大吸收波长相对于美国的Pc4红移了9 nm，即治疗光谱可以红移9 nm，治疗光的组织穿透能力得到进一步提高，这对于光动力治疗和光动力诊断是十分有利的。

（3）本发明提供的酞菁配合物结构明确、不存在位置异构体。本发明对酞菁母体结构的化学修饰，是通过在酞菁环的轴向而不是在酞菁环的周边引入取代基团来实现，因而目标化合物结构明确、不存在异构体。如果在酞菁环的周边引入取代基，由于酞菁环的周边存在16个可能的取代位置，则可能产生多个异构体，导致产物含有异构体或分离成本增大。

（4）本发明选择硅作为酞菁配合物的中心离子，硅的生物安全性和生物相容性要显著高于其它常见的离子（锌、铝、镁和镓）。

（5）本发明提供的酞菁硅是通过大量的筛选试验获得的，其具有极高的光动力活性。在红光照射下，40nM的化合物可100%抑制人肝癌细胞HePG2的生长，IC₅₀值（杀死50％癌细胞所需的药物浓度）可低至3.0nM。大量的对比试验表明，本发明提供的酞菁硅的对于人肝癌细胞HePG2的光动力活性显著高于其他类似化合物，例如，轴向低聚乙二醇对称取代硅酞菁，轴向氨基乙基苯氧基对称取代硅酞菁（即二[4-(2-氨基乙基) 苯氧基]酞菁硅），其他周环取代的锌酞菁。

具体实施方式

本发明轴向ALA修饰的硅酞菁的制备方法，其特征在于：（1） 以二[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]硅酞菁或二[2-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)乙氧基]硅酞菁或二[4-(2-氨基乙基)苯氧基]酞菁硅和N-Boc-5-氨基酮戊酸为反应物，两者的投料摩尔比为1:2~4（优选1:3）。（2）以甲苯、二甲苯或二氧六环为溶剂，溶剂用量为1mmol酞菁硅需50~150ml溶剂（优选90ml），在氮气的保护下，20~30℃下反应24~48小时，通过溶剂清洗和柱层析分离去除过量的原料和杂质，得到相应的含Boc-ALA和低聚乙二醇或氨基乙基苯氧基修饰的硅酞菁。

本发明提供的酞菁硅可用于制备光动力药物或光敏药剂，应用于光动力治疗或光动力诊断中，本发明所述的光动力治疗可以是恶性肿瘤的光动力治疗，或是良性肿瘤的光动力治疗，或是白血病的骨髓体外光动力净化治疗，或是非癌症疾病的光动力治疗。本发明所述的非癌症疾病，可以是细菌感染，或是口腔疾病，或是黄斑变性眼病，或是动脉硬化，或是创伤感染，或是皮肤病，或是病毒感染。

本发明提供的酞菁硅可用于制备光敏药剂，用于光动力消毒，所述的光动力消毒可以是血液或血液衍生物的光动力灭菌净化，或是水的光动力灭菌消毒，或是医用或生活用器的光动力消毒。

本发明提供的的酞菁硅在光动力治疗、光动力诊断和光动力消毒中的应用，需配套适宜的光源，所述的适宜的光源可以由普通光源连接合适的滤光片来提供或由特定波长的激光来提供，光源的波长范围为600～800nm，优选600-690nm。

利用本发明所述的酞菁硅制备光动力药物（即光敏药剂）的基本方法是：使用水，或水和其它物质的混和溶液（其它物质的含量不高于10%（wt%））作为溶剂，溶解本发明所述酞菁硅，配制成含一定浓度的光敏药剂，酞菁硅的浓度不高于其饱和浓度。所述的其它物质可以是以下一种或几种的混和：蓖麻油衍生物（Cremophor EL）、二甲亚砜、乙醇、甘油、N，N－二甲基甲酰胺、聚乙二醇300－3000，环糊精、葡萄糖、吐温、聚乙二醇单硬脂酸酯。也可先用盐酸或硫酸或等酸性物质将本发明所述的酞菁硅转化为盐的形式，然后用上述溶剂溶解。在制成的溶液中可加入抗氧化剂、缓冲剂和等渗剂作为添加剂以保持光敏药剂的化学稳定性和生物相容性。

对于局部给药用的制剂，可以将本发明所述的酞菁硅溶解在渗透性溶剂中，或将注入到软膏、洗液或凝胶中。所述渗透性溶剂优选5-35%（wt%）二甲亚砜的水溶液。

以下采用非限制性实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

二[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]硅酞菁（结构如下式所示）的合成和理化性质：

在氮气保护下，称取二氯硅酞菁90 mg（147.17 μmol）的，1 ml二乙二醇，NaH加入到甲苯或二甲苯或二氧六环20-50ml（优选甲苯，30ml）中，回流12-24小时（优选18小时）。真空旋转蒸发除去溶剂。用少量的DMF溶解，过滤，滤饼为未反应的二氯硅酞菁，向滤液中加大量的水析出，用有机膜抽滤，滤饼真空干燥。之后再用二氯甲烷重新溶解，离心，得粗产品的上清液。进一步进行硅胶柱层析，以乙酸乙酯为洗脱剂，收集目标组分，蒸干后真空干燥，产率40.75%。产物在DMSO 中的最大吸收峰位于 684 nm 处，在水溶液中的最大吸收波长位于689nm处。

产物的结构表征数据如下：MS(ESI): M/Z 750.4 (100%, M⁺)；¹HNMR: δ 9.67-9.63 (m, 8H, Pc-H_α); δ 8.37-8.33 (m, 8H, Pc-H_β); δ 2.59-2.57 (t, 4H, J=4Hz, H-4); δ 1.87-1.85 (t, 4H, J=4Hz, H-3); δ 0.62-0.60 (t, 4H, J=4Hz, H-2); δ -1.86--1.88 (t, 4H, J=4Hz, H-1)。

实施例2

一种轴向ALA修饰的硅酞菁（结构如下式所示）的合成和理化性质：

在氮气保护下，将二[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]硅酞菁50mg (66.7μmol)，N- Boc -5-氨基酮戊酸46.3mg (200.1μmol)， DMAP 24.4 mg (200.1μmol)，HOBt 27.0 mg (200.1μmol)，EDCI 38.4 mg (200.1 μmol)，三乙胺100 μl，分散到6 ml的二氯甲烷中搅拌24~48小时（优选36小时）。反应结束，加入适量水萃取三次，用无水硫酸钠除水，蒸干溶剂，真空干燥。用少量二氯甲烷溶解后过硅胶柱，洗脱剂为二氯甲烷：乙酸乙酯=1:1，收集目标组分，旋蒸干。用少量四氢呋喃重新溶解，后过X3凝胶柱收集目标组分蒸干，真空干燥，产率24%。产物在DMSO 中的最大吸收峰位于 674 nm 处，在水溶液中的最大吸收波长位于678nm处。

产物的结构表征数据如下：HR-MS (+ESI)：m/z [M+Na]⁺ 1199.4234；¹H NMR（CDCl₃）: δ 9.63 (m, 8H, Pc-H_α); δ 8.35 (m, 8H, Pc-H_β); δ -1.91 (t, 4H,H-1); δ0.43 (t, 4H,H-2); δ 3.10 (t, 4H,H-3); δ 3.85 (t, 4H, H-4); δ 2.25 (t, 4H, H-5); δ2.23 (t, 4H, H-6); δ 1.61 (t, 8H,H-7); δ5.06 (s, 2H, H-8); δ1.39 (s, 18H, H-9)。

实施例3

二[2-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)乙氧基]硅酞菁（结构如下式所示）的合成和理化性质：

通氮气的条件下，将二氯硅酞菁90 mg (147.2μmol)，三乙二醇1 ml，NaH 20mg，分散到10ml的甲苯中，回流12-24小时（优选16小时）。停止反应，蒸干溶剂，用少量的DMF溶解，过滤，滤饼为未反应的二氯硅酞菁，向滤液中加入大量的水，用有机膜抽滤，得到的滤饼真空干燥，得到粗产品。过硅胶柱进一步纯化，以乙酸乙酯为洗脱剂，收集目标组分，真空干燥，产率37%。

产物的结构表征数据如下：MS(ESI)： M/Z 838.4 (100%, M+)；¹HNMR: δ 9.68-9.65 (m, 8H, Pc-H_α); δ 8.36-8.34 (m, 8H, Pc-H_β); δ 3.33-3.31 (t, 4H, J=4Hz, H2, H-6); δ 2.96-2.94 (t, 4H, J=4Hz, H2, H-5); δ 2.43-2.41 (t, 4H, J=4Hz, H-2, 4); δ 1.53-1.51 (t, 4H, J=4Hz, H-2, 3); δ 0.50-0.47 (t, 4H, J=4Hz, H-2); δ -1.88--1.91 (t, 4H, J=4Hz, H-1)。

实施例4

一种轴向ALA修饰的硅酞菁（结构如下式所示）的合成和理化性质：

通氮气条件下，将二[2-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)乙氧基]硅酞菁55.9 mg (66.7μmol)，N- Boc-5-氨基酮戊酸46.3mg (200.1μmol)，DMAP 24.4 mg (200.1μmol)，HOBt 27.0 mg (200.1μmol)，EDCI 38.4 mg (200.1 μmol)，三乙胺100 μl，分散到6 ml的二氯甲烷溶剂中，25 °C搅拌24~48小时（优选36小时）。反应结束，加入适量水萃取三次，用无水硫酸钠除水，蒸干溶剂，真空干燥。用少量二氯甲烷溶解后过硅胶柱，洗脱剂为二氯甲烷：乙酸乙酯=1:2，收集目标组分，旋蒸干。用少量四氢呋喃重新溶解，后过X3凝胶柱收集目标组分蒸干，真空干燥，收集主带蒸干，真空干燥，产率26%。产物在DMSO 中的最大吸收峰位于 674nm 处，在水溶液中的最大吸收波长位于679nm处。

产物的结构表征数据如下：HR-MS(+ESI)：m/z [M+Na]⁺= 1287.4745；¹HNMR(CDCl₃): δ 9.61-9.64 (m, 8H, Pc-H_α); δ 8.34-8.35 (m, 8H, Pc-H_β); δ -1.94 (t, 4H,H-1); δ0.39 (t, 4H,H-2); δ 1.58-1.60 (m, 4H,H-3); δ 2.53 (t, 4H, H-4); δ 2.95 (t, 4H, H-5); δ3.79 (t, 4H, H-6); δ 2.42-2.53 (m, 8H,H-7,8); δ3.92 (s, 4H, H-9); δ5.12 (s, 2H, H-10); δ1.39 (s, 18H,H-11).

实施例5

二[4-(2-氨基乙基)苯氧基]酞菁硅（结构如下式所示）的合成和理化性质：

在氮气保护下，将二氯硅酞菁(244.7mg, 0.4mmol)，4-（2-氨基乙基）苯酚1.2-2 mmol (优选 1.6mmol)和NaH加入到甲苯或二甲苯或二氧六环20-50ml(优选甲苯，30ml)中，回流12-24小时（优选18小时）。真空旋转蒸发除去溶剂，使用100ml二氯甲烷溶解，离心除去不溶物，二氯甲烷溶液用水萃取(3×100ml)，收集有机层，然后用稀盐酸（0.1-0.5 mmol）萃取，收集水层。用1M氢氧化钠中和水层，析出蓝色沉淀，离心，水洗，真空干燥，得蓝色产物，产率45%。产物在DMSO 中的最大吸收峰位于 674nm 处，在水溶液中的最大吸收波长位于679nm处。

产物的结构表征数据如下：MS（ESI）m/z: 813.0 [M]^-； ¹H NMR (DMSO-d6，ppm)：δ 9.68 (m, 8H, Pc-Hα), 8.54 (m, 8H, Pc-Hβ), 5.40 (d, J = 8.4 Hz, 4H, CHAr), 2.21 (d, J = 8.3 Hz, 4H, CHAr), 1.97 (t, J = 7.0 Hz, 4H, CH2), 1.70 (t, J = 6.8 Hz, 4H, CH；IR（KBr，cm^-1）：1607.9，1524，1429.3，1335.8，1290.8，1166.1，1122.9，1080.9，912.2，760.5，735.6，3054，3020，1504，2922.8，2851.5，1472，3434，3358.6，1252.3。

实施例6

一种轴向ALA修饰的硅酞菁（结构如下式所示）的合成和理化性质：

在通氮气条件下，将二[4-(2-氨基乙基)苯氧基]酞菁硅54.2 mg (66.7 μmol)，N- Boc -5-氨基酮戊酸46.3mg (200.1μmol)，DMAP 24.4 mg (200.1μmol)，HOBt 27.0 mg (200.1μmol)，EDCI 38.4 mg (200.1 μmol)，三乙胺100 μl，分散到6 ml的二氯甲烷溶剂中，25 °C下搅拌24~48小时（优选36小时）。反应结束，加入适量水萃取三次，用无水硫酸钠除水，蒸干溶剂，真空干燥。用少量二氯甲烷溶解后过硅胶柱，洗脱剂为二氯甲烷：四氢呋喃=3:1，收集目标组分，旋蒸干。用少量四氢呋喃重新溶解，后过X3凝胶柱，收集目标组分蒸干，真空干燥，产率30%。产物在DMSO 中的最大吸收峰位于 684 nm 处，在水溶液中的最大吸收波长位于689nm处。

产物的表征数据：HR-MS(+ESI)：m/z [M+Na]⁺= 1261.4681；¹HNMR(CDCl₃)：δ 9.61-9.62 (m, 8H, Pc-H_α); δ 8.36-8.37(m, 8H, Pc-H_β); δ 1.32 (s, 18H,H-1); δ 4.39-4.42(m, 4H,H-2); δ 2.73 (m, 4H,H-4); δ 2.36-2.49 (m, 8H, H-3,5); δ 1.84,2.07 (m, 2H, H-7,8); δ 5.38 (m, 4H,H-9, 12); δ1.95 (m, 4H, H-10, 11); δ1.95 (s, 2H, H-10,11)。

实施例7

利用本发明所述的酞菁硅制备光动力药物（即光敏药剂）的方法是：使用水，或水和其它物质的混和溶液（其它物质的含量不高于10%（wt%））作为溶剂，溶解本发明所述酞菁硅，配制成蓝色均匀的溶液（即光敏药剂），光敏药剂中酞菁硅的浓度为0.08mM。所述的其它物质可以是以下一种或几种的混和：蓖麻油衍生物（Cremophor EL）、二甲亚砜、乙醇、甘油、N，N－二甲基甲酰胺、聚乙二醇300－3000，环糊精、葡萄糖、吐温、聚乙二醇单硬脂酸酯。也可先用盐酸或硫酸或等酸性物质将本发明所述的酞菁硅转化为胺盐的形式，然后用上述溶剂溶解。在制成的溶液中可加入抗氧化剂、缓冲剂和等渗剂作为添加剂以保持光敏药剂的化学稳定性和生物相容性。

将本发明所述的酞菁硅溶解在5-35%（wt%）二甲亚砜的水溶液，可作为局部给药用的制剂。

实施例8

本发明所制备的光动力药物、光敏药剂或光敏剂，在光动力治疗，或光动力诊断，或光动力消毒中的使用方法与已有技术中运用非本发明所述的酞菁或卟啉化合物制备的光敏药剂或光敏剂的使用方法相同，但需配套适宜的光源，所述的适宜的光源可以由普通光源连接合适的滤光片来提供或由特定波长的激光来提供，光源的波长范围为300－800nm，优选600-690 nm。

实施例9

将酞菁硅溶于1％蓖麻油衍生物（Cremophor EL，wt%）水溶液中，制成0.1mM 的光敏药剂。测试它们对人肝癌细胞HepG₂的暗毒性和光动力活性。

将0.1mM或0.2mM的光敏药剂稀释到细胞培养液中，制成不同浓度的含酞菁硅配合物的细胞培养液。将癌细胞分别在含有不同浓度的酞菁硅配合物的培养液中培养6小时，尔后弃培养液，用PBS清洗细胞后，加入新的培养液（不含酞菁硅配合物）。光照实验组，对细胞进行红光照射（所用激发光光源为波长大于600nm的红光，照射30分钟，照射光的功率为15mw·cm^-2）；不照光组，将细胞置于暗处30分钟。光照或不光照后，细胞的存活率采用MTT法考察。具体实验步骤参见《Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters》, 2006, 16，2450－2453。

上述波长大于610nm的红光是通过500W的卤素灯连接隔热水槽加大于610nm的滤光片来提供的。

结果表明，当将酞菁硅溶液稀释到浓度为400-10nM(即1×10^-6 mol/L)时，若不进行光照，则对人肝癌细胞HepG₂没有杀伤和生长抑制作用，表明它们没有暗毒性；但如果进行红光照射，本发明权利要求1所述的酞菁硅，均可100%杀伤癌细胞。通过考察酞菁硅的浓度和细胞存活率的量效关系，获得在光照条件下的半致死浓度（IC₅₀，即杀死50％癌细胞所需的药物浓度），分别是3.0nM（实施例2所述化合物）、1.4 nM（实施例4所述化合物）、32.2 nM（实施例6所述化合物），极低的IC₅₀值，说明本发明权利要求1所述的轴向ALA修饰的酞菁硅具有极高的光动力活性。

将上述1％蓖麻油衍生物（Cremophor EL，wt%）水溶液换成1%蓖麻油衍生物（Cremophor EL，wt%）磷酸盐缓冲溶液(PBS)或0.5％蓖麻油衍生物（Cremophor EL，wt%）水溶液，也可得到同样的实验结果。

实施例10

按照实施例9所述的方法，考察轴向二乙二醇对称取代硅酞菁（实施例1所述化合物）、轴向三乙二醇对称取代硅酞菁（实施例3所述化合物）对人肝癌细胞HepG₂的光动力活性，结果如下：在红光照射下，轴向二乙二醇对称取代硅酞菁、轴向三乙二醇对称取代硅酞菁对人肝癌细胞HepG₂ 的IC₅₀值为5.6nM 和4.5nM。与实施例9所获得的结果相比较，说明轴向ALA修饰的酞菁硅对人肝癌细胞HepG₂的光动力活性显著高于相应的轴向未被ALA修饰的对称硅酞菁。

实施例11

按照实施例9的方法配制20μΜ 的ALA、三乙二醇对称修饰的硅酞菁及实施例4所述的ALA修饰硅酞菁。

将上述20 μΜ的光敏药剂稀释到细胞培养液中，与人肝癌细胞HepG₂孵育6h后，用PBS洗3遍；数10个细胞的荧光强度做平均值（n=3），检测人肝癌细胞HepG₂中原卟啉的相对荧光强度，以488nm为激发波长，收集600-640nm荧光。

检测结果表明，实施例4中所述的轴向ALA修改硅酞菁在HepG2中的原卟啉荧光强度要明显高于三乙二醇对称修饰的硅酞菁在HepG2中的原卟啉荧光强度，提高了80%，说明本发明所述的ALA对称修饰的硅酞菁化合物可以在癌细胞中释放出ALA，同时ALA可转化为原卟啉，因而可以发生原卟啉和硅酞菁二者的协同光动力抗癌作用。

实施例2、6所述的ALA修饰硅酞菁也具有类似的释放出ALA、激活癌细胞内原卟啉产生的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种轴向ALA修饰的硅酞菁，其特征在于：其结构式如下：

，

其中轴向取代基R分别选自以下基团：

。

2. 一种制备如权利要求1所述的轴向ALA修饰的硅酞菁的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）以二[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]硅酞菁、二[2-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)乙氧基]硅酞菁、二[4-(2-氨基乙基)苯氧基]酞菁硅中的一种和N-Boc-5-氨基酮戊酸为反应物，两者的投料摩尔比为1:1~4；

（2）以二氯甲烷为溶剂，溶剂用量为1mmol酞菁硅需50~150mL溶剂，在氮气的保护下，20~30℃下反应24~48小时，通过溶剂清洗和柱层析分离去除过量的原料和杂质，得到轴向Boc-ALA和低聚乙二醇或氨基乙基苯氧基修饰的硅酞菁。

3. 一种如权利要求1所述的轴向ALA修饰的硅酞菁的应用，其特征在于：所述的轴向ALA修饰的硅酞菁用于制备光动力药物或光敏剂。

4. 根据权利要求3所述的应用，其特征在于：制备光动力药物或光敏剂的方法是：用水，或水和其它物质的混合溶液，其中其它物质的质量分数不高于10%，作为溶剂，溶解轴向ALA修饰的硅酞菁，配制成光敏药剂，硅酞菁的浓度不高于其饱和浓度；在制成的溶液中加入抗氧化剂、缓冲剂和等渗剂作为添加剂以保持光敏药剂的化学稳定性和生物相容性；

所述的其它物质是蓖麻油衍生物、二甲亚砜、乙醇、甘油、N，N－二甲基甲酰胺、聚乙二醇300-3000、环糊精、葡萄糖、吐温、聚乙二醇单硬脂酸酯中的一种或几种的混合物。