CN109734721B - 一种基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉类有机光敏剂及其制备方法与光动力应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供的光敏剂包括基于吡嗪[2,3‑g]喹喔啉结构单元的化合物，该类光敏剂具有分子内电子给体和电子受体的结构特点，在400‑700nm波长范围内具有较强的吸收峰和高的单线态氧量子产率，显示出良好的光动力活性；另外，该光敏剂包括的化合物结构简单、稳定、可修饰性强、性能可调，且易于制备、纯化和批量合成，在制备用于灭活肿瘤细胞的光动力药物方面具有良好的应用前景。

Description

一种基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉类有机光敏剂及其制备方法与 光动力应用

技术领域

本发明涉及光动力治疗领域。更具体地，涉及一种基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉类有机光敏剂及其制备方法和在光动力方面的应用。

背景技术

光动力疗法是一种新兴的治疗方法，自上世纪70年代问世至今，已成功应用于临床肿瘤的治疗，成为继手术、放疗、化疗之后的第四种肿瘤治疗方案。其基本治疗原理是：以特定波长的光照射聚集在系统或局部病灶部位的光敏剂后，光敏剂吸光后被激发生成激发单线态分子，并迅速产生一系列光物理过程，其中一部分经系间窜越生成激发三线态分子。激发三线态光敏剂的寿命较长，可与底物分子或氧分子发生电子转移或能量传递，生成单线态氧、超氧负离子自由基和(或)羟基自由基等化学性质非常活泼的物种，迅速氧化蛋白质、核酸、酶等多种生物大分子及其组成成份，损伤破坏细胞和组织并最终在“原位”实现对靶组织的选择性杀伤。由于活性氧物种极高的氧化性使其没有特异性的靶目标，因而肿瘤细胞或微生物对光动力疗法不易产生耐受性。与传统的手术、放疗和化疗治疗手段相比，光动力疗法由于具有副作用小、无耐药性、对周围正常组织损伤小等优点，引起了科学家和临床医生广泛而深入的研究兴趣。近年来，在各国科研人员的努力下，涌现出了一大批优秀的科研成果，极大地促进了光动力疗法的发展，为进一步推进其临床普及打下坚实基础。一般来说，光动力治疗有三个基本要素组成：光敏剂、光源和氧气，其中光敏剂是最核心的要素。

目前，缺乏价廉高效的光敏剂是光动力治疗技术发展与推广的最大瓶颈。在近几十年的研究中，包括卟啉、酞菁、吩噻嗪、BODIPY等基础结构单元在内的多种光敏剂均被尝试。尽管有诸多效果上佳的光敏剂陆续被筛选出来，但是其结构往往复杂、难以实现规模化合成，难以满足后期和临床实验的开展。因此，继续探索和筛选兼具高光动力活性和高选择性，同时合成方法简单，价格相对低廉的新型光敏剂，具有非常重要的理论和现实意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉类有机光敏剂，该光敏剂包括基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉结构单元的化合物，该化合物结构简单、稳定、可修饰性强、性能可调、易于制备，且在光照下具有非常高的单线态氧量子产率。

本发明的第二个目的在于提供上述光敏剂的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供上述光敏剂在制备灭活肿瘤细胞的光动力药物方面的应用。

为达到第一个发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉类有机光敏剂，所述光敏剂包括具有如下通式PQ-B或PQ-T结构的化合物：

R₁、R₂各自独立的表示

或

R₃、R₄、R₅、R₆各自独立的表示

或

其中，A、A₁、A₂各自独立表示C₁-C₈烷基或C₁-C₈烷氧基；

表示取代基与主体结构的连接键。

需要说明的是，A、A₁、A₂各自独立表示C₁-C₈烷基或C₁-C₈烷氧基，其中C₁-C₈烷基包括直链烷基和带支链的烷基，C₁-C₈烷氧基包括直链烷氧基或带支链烷氧基，因此，R₃、R₄、R₅、R₆表示的基团具有电子给体的性质。在本发明中，R₁、R₂表示的基团可以是相同的也可以是不同的，R₃、R₄、R₅、R₆表示的基团可以是相同的也可以是不同的。

本发明提供的通式PQ-B或PQ-T结构的化合物是基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉结构单元的，该结构单元是一类具有氮杂三环平面特点的π共轭结构单元，不饱和氮原子的存在使该喹喔啉结构具有缺电子的电子受体特性；另外，该结构单元的平面共轭结构有利于拓展吸收光谱，通过与不同的电子给体连接，可实现对其吸收光谱和单线/三线激发态能级分布的调节。在本发明中，R₃、R₄、R₅、R₆代表的不同电子给体基团，与喹喔啉结构一起构筑了具有分子内电荷转移性能的结构明确、性能可调的高效光敏剂，其在400-700nm波长范围内既具有较强的吸收峰，又具有很高的单线态氧量子产率，在光动力治疗领域显示出良好的应用前景。当然，在具体的应用过程中，本领域技术人员亦可根据亲水性等方面的需求，有选择的设计R₃、R₄、R₅、R₆的结构，这也都在本发明的保护范围之内。

优选地，所述A、A₁、A₂各自独立的表示甲基、乙基或三-六乙二醇单甲醚。

本发明第二个方面提供了上述光敏剂的制备方法。

在本发明中，通式Pn-1化合物或通式Pn-2化合物皆表示通式Pn化合物中的一种。当通式Pn-1化合物与通式Pn-2化合物中的基团不同时，则两者代表不同的化合物；当通式Pn-1化合物与通式Pn-2化合物中的基团相同时，则两者代表同一种的化合物。

通式PQ-B结构的化合物的合成包括如下步骤：

1)在有机溶剂中加入无水三氯化铝条件下，通式P1化合物与草酰氯反应得到通式P2中间产物：

上述通式P1化合物可以通过商业购买获得。在具体操作时，可先将通式P1化合物和无水三氯化铝按照摩尔比2:2～10加入有机溶剂中，然后在冰浴搅拌下缓慢的加入与通式P1化合物摩尔比为1～1.5:2的草酰氯，在-10～50℃条件下发生傅-克酰基化反应1～48h；然后，冰浴条件下调节溶液PH至8～10，萃取、浓缩、层析纯化得通式P2中间产物；

当反应物通式P1化合物中的基团团为R₃和R₄时，反应可得到通式P2-1中间产物，本领域技术人员可以理解的是，当反应物通式P1化合物中的基团为R₅和R₆时，反应可得到通式P2-2中间产物；

2)在有机溶液中，N₂条件下，通式P2中间产物与通式P3化合物反应得到通式PQ-B化合物：

具体为：将步骤1)制备得到的通式P2中间产物和通式P3化合物按照摩尔比为2～3:1加入有机溶剂中，在60～130℃条件下反应24～48h；冷却、去除溶剂、调节溶液PH至8～10，萃取、浓缩、硅胶柱分离得通式PQ-B化合物。

优选地，步骤1)中，所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷或三氯甲烷中的一种或几种；步骤2)中，所述溶剂为无水乙酸或丙酸。

优选地，所述pH调节是通过加入碱性溶液实现的，所述碱性溶液为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的一种或几种；所述碱性溶液的浓度为0.01～3mol L^-1。

通式PQ-T结构的化合物合成包括如下步骤：

1)在有机溶液中加入无水三氯化铝条件下，通式P4化合物与草酰氯反应得到通式P5中间产物：

在具体操作时，可先将通式P4化合物和无水三氯化铝按照摩尔比2:2～10加入有机溶剂中，然后在冰浴搅拌下缓慢的加入与通式P4化合物摩尔比为1～1.5:2的草酰氯，在-10～50℃条件下发生傅-克酰基化反应1～48h；然后，冰浴条件下调节溶液PH至8～10，萃取、浓缩、层析纯化得通式P5中间产物；

当反应物通式P4化合物中的基团为R₃和R₄时，反应可得到通式P5-1中间产物，本领域技术人员可以理解的是，当反应物通式P4化合物中的基团为R₅和R₆时，反应可得到通式P5-2中间产物；

2)在有机溶液中，N₂条件下，通式P5中间产物与通式P3化合物反应得到通式PQ-T化合物：

具体为：将步骤1)制备得到的通式P5中间产物和通式P3化合物按照摩尔比为2～3:1加入有机溶剂中，在60～130℃条件下反应24～48h；冷却、去除溶剂、调节溶液PH至8～10，萃取、浓缩、硅胶柱分离得通式PQ-B化合物。

优选地，步骤1)中，所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷或三氯甲烷中的一种或几种；步骤2)中，所述溶剂为无水乙酸或丙酸。

优选地，所述pH调节是通过加入碱性溶液实现的，所述碱性溶液为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的一种或几种；所述碱性溶液的浓度为0.01～3mol L^-1。

本发明提供的通式P4化合物具有三种不同的结构，分别为：

或

当通式P4化合物的结构式为

时，其合成步骤包括：在N₂保护下，在有机溶剂中加入物质的量比为1:4:2:0.4:(0.5～0.8)的通式P6化合物、通式P7化合物、碱、铜催化剂和配体，在80～100℃下反应1～2天，萃取、浓缩、色谱柱分离得通式P4化合物：

其中，X表示I,Br,Cl中的一种；通式P6化合物、通式P7化合物可以通过商业购买获得。

当通式P4化合物的结构式为

时，其合成步骤包括：

在N₂保护下，在有机溶剂中加入物质的量比为1:4:2:0.4:(0.5～0.8)的通式P6化合物、通式P8化合物、碱、铜催化剂和配体，在80～100℃下反应1～2天，萃取、浓缩、色谱柱分离得通式P4化合物：

其中X表示I,Br,Cl中的一种；通式P8化合物可以通过商业购买得到。

当P4化合物结构式为

时，其合成步骤包括：

在N₂保护下，在有机溶剂中加入物质的量比为1:2:0.5的2-甲氧基噻吩、通式P9化合物和酸催化剂，在80～120℃下，反应1～2天，降至室温后，萃取、浓缩、色谱柱分离得通式P4化合物：

优选地，在制备通式P4化合物的过程中，所用有机溶剂选自苯、甲苯、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或几种；

优选地，所述碱选自t-BuONa、t-BuOK和K₃PO₄中的一种；

优选地，所述铜催化剂选自CuCl、CuBr或CuI中的一种；

优选地，所述配体选自三叔丁基膦或菲啰啉；

优选地，所述酸催化剂选自硫酸氢钾、硫酸氢钠或对甲苯磺酸中的一种。

本发明第三个方面提供了所述光敏剂在用于灭活肿瘤细胞的光动力药物方面的应用。

在实际应用中，所述光动力光源为激光或LED光源；优选地，所述光源的波长为473～700nm，所述光照时间为0.5～60min，光照强度为5～1000mW/cm²。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的光敏剂包括基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉结构单元的化合物，该类光敏剂具有分子内电子给体和电子受体的结构特点，在400-700nm波长范围内具有较强的吸收峰和高的单线态氧量子产率，显示出良好的生物光动力活性；另外，该光敏剂包括的化合物结构简单、稳定、可修饰性强、性能可调，且易于制备、纯化和批量合成，在制备用于灭活肿瘤细胞的光动力药物方面具有良好的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出实施例2和3中制得的光敏剂PQ-B-2(左图)和PQ-B-3(右图)在甲苯中的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱。光敏剂浓度：1.0×10^-5M。

图2示出实施例2制得的光敏剂PQ-B-2甲苯中与单线态氧捕获剂DPBF混合后，溶液吸收光谱随光照时间的变化。激光波长：532nm；功率密度：15mW cm^-1。

图3示出实施例2制得的光敏剂PQ-B-2在强激光照射条件下，溶液吸收光谱随光照时间的变化。光敏剂浓度：1.0×10^-5M，溶剂甲苯；激光波长：532nm；功率密度：85mW cm^-1。

图4示出实施例2制得光敏剂PQ-B-2与β-环糊精自组装后的纳米粒子动态光散射结果。

图5示出实施例2制得光敏剂PQ-B-2与β-环糊精自组装后的纳米粒子光动力灭活HeLa的实验结果。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1通式PQ-B-1化合物的制备

PQ-B-1的结构式为：

其中，R₁、R₂均为H；R₃、R₄、R₅、R₆均为

1)N,N-二乙氨基苯(1.49g，10mmol)溶于干燥二氯甲烷(50mL)中，于0℃下分批加入无水三氯化铝(1.6g，12mmol)。搅拌20分钟后，缓慢滴加草酰氯(5mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液。滴毕，升至室温继续搅拌6小时。反应毕，向反应液滴加10％盐酸水溶液(10mL)。收集有机相，分别以饱和碳酸氢钠溶液和水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间产物P2-a。

2)将步骤1)制备得到的中间产物P2-a(4mmol)和通式P3-a化合物2,3,5,6-四氨基苯四盐酸盐(0.568g，2mmol)加入到冰醋酸(40mL)中，在120℃下回流反应24小时。降至室温，减压蒸除溶剂。残余物以氯仿萃取，分别用10％碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和乙酸乙酯混合溶剂，得有机光敏剂PQ-B-1，收率46％，¹H NMR(CDCl₃,400MHz):δ1.15(t,J＝8.4Hz,24H),3.41(q,16H),6.82(d,J＝8.0Hz,8H),7.61(d,J＝8.0Hz,8H).¹³C NMR(CDCl₃,100MHz):δ155.47 149.69,143.09,136.65,128.43,127.73,118.21,112.78,47.14,12.92.HR-MS(MALDI):m/z[M]+cacld for C50H56Br2N8,926.2995；found,926.2993.

实施例2通式PQ-B-2化合物的制备

PQ-B-2的结构式为：

其中，R₁、R₂均为Br；R₃、R₄、R₅、R₆均为

1)N,N-二(4-叔丁基苯基)苯胺(2.14g，6mmol)溶于干燥二氯甲烷(50mL)中，于0℃下分批加入无水三氯化铝(1.2g，9mmol)。搅拌20分钟后，缓慢滴加草酰氯(3mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液。滴毕，升至室温继续搅拌6小时。反应毕，向反应液滴加10％盐酸水溶液(10mL)。收集有机相，分别以饱和碳酸氢钠溶液和水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间体P2-b；

2)将步骤1)制备的中间产物P2-b(4mmol)和通式P3-b化合物2,3,5,6-四氨基-1,4-二溴苯四盐酸盐P3-2(0.88g，2mmol)加入到冰醋酸(40mL)中，在120℃下回流反应24小时。降至室温，减压蒸除溶剂。残余物以氯仿萃取，分别用10％碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚(1/4,v/v)混合溶剂，得有机光敏剂PQ-B-2，收率50％，¹H NMR(CDCl₃,400MHz):δ1.30(s,72H),6.98(d,J＝8.4Hz,8H),7.11(d,J＝8.0Hz,16H),7.32(d,J＝8.0Hz,16H),7.70(d,J＝8.4Hz,8H).¹³C NMR(CDCl₃,100MHz):δ153.19,148.85,145.99,143.09,137.08,130.22,129.05,125.23,124.99,124.39,122.68,122.34,118.55,33.39,30.43.HR-MS(MALDI):m/z[M]+cacld for C114H120Br2N8,1761.8016.；found,1761.8016。

图1图示出光敏剂PQ-B-2的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱，可以看出光敏剂PQ-B-2在450-650nm的范围内具有较强的光吸收，其最大荧光发射峰为637nm。图2示出光敏剂PQ-B-2与DPBF共混后的光漂白变化曲线，随光照射时间的延长，DPBF在415nm波长处的吸收迅速衰减，显示了光敏剂PQ-B-2良好的单线态氧产生能力。图3示出光敏剂PQ-B-2的光稳定性，在强光照射13min后，光敏剂的光衰减几乎忽略不计，展现了异常的光稳定性。

实施例3通式PQ-B-3化合物的制备

PQ-B-3的结构式为：

其中，R₁、R₂均为

R₃、R₄、R₅、R₆均为

1)N,N-二(4-叔丁基苯基)苯胺(2.14g，6mmol)溶于干燥二氯甲烷(50mL)中，于0℃下分批加入无水三氯化铝(1.2g，9mmol)。搅拌20分钟后，缓慢滴加草酰氯(3mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液。滴毕，升至室温继续搅拌6小时。反应毕，向反应液滴加10％盐酸水溶液(10mL)。收集有机相，分别以饱和碳酸氢钠溶液和水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间体P2-b；

2)将步骤1)制备得到的中间产物P2-b(2mmol)和通式P3-c化合物2,3,5,6-四氨基-1,4-二(5-溴噻吩-2-)苯四盐酸盐(0.61g，1mmol)加入到冰醋酸(40mL)中，在120℃下回流反应24小时。降至室温，减压蒸除溶剂。残余物以氯仿萃取，分别用10％碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚(1/4,v/v)混合溶剂，得有机光敏剂PQ-B-3，收率53％，¹H NMR(CD2Cl2,400MHz):δ1.25(s,72H),6.87(d,J＝8.0Hz,8H),7.02(d,J＝8.0Hz,16H),7.17(d,J＝4.0Hz,2H),7.26(d,J＝8.0Hz,16H),8.18(d,J＝4.0Hz,2H).¹³C NMR(CD₂Cl₂,100MHz):δ152.08,149.52,147.15,144.25,136.72,135.90,134.08,131.10,130.40,129.11,126.30,125.30,119.67,117.60,34.30,31.91,31.16,29.34,23.99,22.67.HR-MS(MALDI):m/z[M]+cacld for C122H124Br2N8S2,1925.7785；found,1925.7788。

图1右图示出光敏剂PQ-B-3的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱，光敏剂PQ-B-3在450-700nm的范围内具有较强的光吸收，其最大荧光发射峰为710nm。

实施例4通式PQ-T-1化合物的制备

PQ-T-1的结构式为：

其中，R1和R2为Br；R₃、R₄、R₅、R₆均为

1)在N2气氛下，在二甲苯(20mL)和水(7mL)混合溶液中加入4,4’-二甲基二苯胺(1.97g，10mmol)、CuI(28.5mg，0.15mmol)、1，10-菲咯啉(54mg，0.3mmol)、氢氧化钾(1.12g，15mmol)、2-碘噻吩(2.52g，12mmol)，在130℃下反应24小时，降至室温，反应液倾入二氯甲烷(100mL)中，水洗，收集有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:3的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间产物P4-a；

2)将步骤1制备得到的中间产物P4-a(2.79g，10mmol)溶于干燥二氯甲烷(50mL)中，于0℃下分批加入无水三氯化铝(1.6g，12mmol)，搅拌20分钟后，缓慢滴加草酰氯(5mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液，滴毕，升至室温继续搅拌6小时，反应后，向反应液滴加10％盐酸水溶液(10mL)，收集有机相，分别以饱和碳酸氢钠溶液和水洗，无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间产物P5-a；

3)将中间产物P5-a(4mmol)和通式P3-b化合物2,3,5,6-四氨基-1,4-二溴苯四盐酸盐(0.88g，2mmol)加入到冰醋酸(40mL)中，在120℃下回流反应18小时。降至室温，减压蒸除溶剂。残余物以氯仿萃取，分别用10％碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚(1/4,v/v)混合溶剂，得有机光敏剂PQ-T-1，收率53％，¹H NMR(CDCl₃,400MHz):δ2.34(s,24H),6.30(d,J＝6.0Hz,4H),6.53(d,J＝8.4Hz,16H),7.11(d,J＝8.0Hz,16H),7.28(d,J＝6.0Hz,4H).¹³CNMR(CDCl₃,100MHz):δ145.99,140.09,139.54,136.65,131.45,129.98,127.65,124.32,118.24,21.32.HR-MS(MALDI):m/z[M]+cacld for C82H64Br2N8S4,1446.2504；found,1446.2507。

实施例5光敏剂的单线态氧测试及光动力效应测定

本实施例采用1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)光化学捕获法来测定光敏剂的单线态氧量子产率，以四苯基卟啉(TPP)作为参比。将实施例1-4制备得到的光敏剂分别与DPBF、甲苯混合，保持光敏剂在特定激发波长处的吸收固定在0.1，DPBF在各个混合溶液中的吸收一致，不断搅拌混合溶液，使其中的空气充分饱和。使用特定波长的激光器照射待测样品，间隔固定的时间测试混合液的紫外-可见吸收光谱，通过对比光敏剂与DPBF混合液在450nm处的吸光度变化，根据公式计算化合物的单线态氧量子产率。

其中，k为DPBF在各种化合物混合溶液中随光照的漂白斜率，S指待测样品，R指参比样品，

为参比的单线态氧量子产率。

光敏剂的单线态氧量子产率(Φ^Δ)测试结果见表1：

表1光敏剂和TPP的单线态氧数据表

序号	光敏剂	溶剂	λ(nm)	Φ<sup>Δ</sup>
					实施例1	PQ-B-1	甲苯	532	0.46
实施例2	PQ-B-2	甲苯	532	0.78
					实施例3	PQ-B-3	甲苯	532	0.48
实施例4	PQ-T-1	甲苯	532	0.79
					对比例1	TPP	甲苯	532	0.68

从表1可得知：系列光敏剂和TPP在甲苯溶液，以波长532nm的激光中的单线态氧量子产率分别为：0.46,0.78,0.48，0.79和0.68，均展现出了良好的单线态氧产生能力。

实施例6光动力效果的评价(细胞暗毒性和光毒性)

光敏剂@环糊精核壳型纳米粒子的制备方法

本实施例通过使用β型环糊精包覆光敏剂以改善其水溶性，形成光敏剂@环糊精纳米粒子(Nanoparticles,NPs)，其制备方法如下：

方法一：光敏剂(1.0mg)，β-环糊精(4.0mg)溶于四氢呋喃(THF,3.0mL)中，充分混合均匀后快速加入10mL去离子水中，继续搅拌12小时。常温减压浓缩至1.0mg mL^-1后低温存放待用。

方法二：光敏剂(1.0mg)溶解在四氢呋喃(THF,3.0mL)中，另取β-环糊精(4.0mg)溶于去离子水(10mL)中，剧烈搅拌下快速加入光敏剂的四氢呋喃溶液。继续搅拌12小时，常温减压浓缩至1.0mg mL^-1后低温存放待用。

制备得到的光敏剂@β-环糊精纳米粒子，通过激光光散射测定的平均粒径约为65纳米。

细胞光动力性质评价(细胞暗毒性和光毒性)

本实施例中，以人宫颈癌细胞HeLa为实验对象，对实施例1-4所得光敏剂的光动力效果进行评价。

细胞暗毒性评价：把HeLa细胞稀释接种在96宫格板中，在CO ₂培养箱中37℃培养24小时。然后将细胞与不同浓度的光敏剂@β-环糊精纳米粒子(0,5.0,10,15,20和25μg mL^-1)一起孵育24小时。以标准MTT法测定以确定相对于对照组细胞的细胞活度。

细胞光毒性评价：把HeLa细胞稀释接种在96宫格板中，在含5％CO₂培养箱中37℃培养24小时。然后，将细胞与不同浓度的光敏剂@β-环糊精纳米粒子(0,5.0,10,15,20和25μg mL^-1)一起孵育6小时，用532nm激光照射10min。继续孵育18h，用MTT法测定以确定相对于对照组细胞的细胞活度。

表2实施例1-4制备得到的光敏剂@β-环糊精纳米粒子以及TPP的光动力效果评价表

*L-表示无光照射，L+表示532nm激光照射

从表2的测试结果可以发现，当光敏剂@环糊精浓度到达20μg/mL及以上，光照下本发明提供的光敏剂表现出了良好的光动力性能，细胞的活度基本都低于10％，要远远小于TPP，说明光敏剂在灭活细胞方面具有优良的性能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (17)

1.一种基于吡嗪[2,3-g]喹喔啉类有机光敏剂，其特征在于，所述光敏剂包括具有如下通式PQ-B或PQ-T结构的化合物：

R₁、R₂各自独立的表示

通式PQ-T结构化合物中R₃、R₄、R₅、R₆各自独立的表示

通式PQ-B结构化合物中R₃、R₄、R₅、R₆各自独立的表示

其中，A、A₁、A₂各自独立表示C₁-C₈烷基或C₁-C₈烷氧基；

表示取代基与主体结构的连接键。

2.根据权利要求1所述的光敏剂，其特征在于，A、A₁、A₂各自独立的表示甲基、乙基。

3.如权利要求1所述的光敏剂的制备方法，其特征在于，所述具有通式PQ-B结构的化合物合成包括如下步骤：

1)在有机溶剂中加入无水三氯化铝条件下，通式P1化合物与草酰氯反应得到通式P2中间产物：

2)在有机溶剂中，N₂条件下，通式P2中间产物与通式P3化合物反应得到通式PQ-B化合物：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，通式P1化合物、无水三氯化铝、草酰氯的摩尔比为2:2～10:1～1.5；步骤2)中，通式P2中间产物和通式P3化合物的摩尔比为2～3:1。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷或三氯甲烷中的一种或几种；步骤2)中，所述有机溶剂为无水乙酸或丙酸。

6.如权利要求1所述的光敏剂的制备方法，其特征在于，所述具有通式PQ-T结构的化合物合成包括如下步骤：

1)在有机溶剂中加入无水三氯化铝条件下，通式P4化合物与草酰氯反应得到通式P5中间产物：

2)在有机溶剂中，N₂条件下，通式P5中间产物与通式P3化合物反应得到通式PQ-T化合物：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，通式P4化合物、无水三氯化铝、草酰氯的摩尔比为2:2～10:1～1.5；步骤2)中，通式P5中间产物和通式P3化合物的摩尔比为2～3:1。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷或三氯甲烷中的一种或几种；步骤2)中，所述有机溶剂为无水乙酸或丙酸。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述通式P4化合物的合成包括如下步骤：

当通式P4化合物的结构式为

时，其合成步骤包括：

在N₂保护下，在有机溶剂中加入物质的量比为1:4:2:0.4:(0.5～0.8)的通式P6化合物、通式P7化合物、碱、铜催化剂和配体，反应得通式P4化合物：

当通式P4化合物的结构式为

时，其合成步骤包括：

在N₂保护下，在有机溶剂中加入物质的量比为1:4:2:0.4:(0.5～0.8)的通式P6化合物、通式P8化合物、碱、铜催化剂和配体，反应得通式P4化合物：

其中X表示I,Br,Cl中的一种；

当P4化合物结构式为

时，其合成步骤包括：

在N₂保护下，在有机溶剂中加入物质的量比为1:2:0.5的2-甲氧基噻吩、通式P9化合物和酸催化剂，反应得通式P4化合物：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自苯、甲苯、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或几种。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述碱选自t-BuONa、t-BuOK和K₃PO₄中的一种。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述铜催化剂选自CuCl、CuBr或CuI中的一种。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述配体选自三叔丁基膦或菲啰啉。

14.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述酸催化剂选自硫酸氢钾、硫酸氢钠或对甲苯磺酸中的一种。

15.根据权利要求1所述的一种光敏剂在制备用于灭活肿瘤细胞的光动力药物方面的应用。

16.根据权利要求15所述的光敏剂应用，其特征在于，所述光动力光源为激光或LED光源。

17.根据权利要求16所述的光敏剂应用，其特征在于，所述光源的波长为473～700nm，光照时间为0.5～60min，光照强度为5～1000mW/cm²。

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