CN113416163A - 一种近红外多功能光热剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种近红外多功能光热剂及其制备方法和应用。近红外多功能光热剂其结构如式I所示：
Figure 516582DEST_PATH_IMAGE001
式I。所述近红外多功能光热剂能够特定的抑制细胞内存在的热休克蛋白HSP70，并且可以靶向定位内质网，并且本身几乎对正常细胞无毒性；该近红外多功能光热剂在低功率的808 nm（0.33 W/cm2）激光照射下，在约43℃的低温环境中能够有效诱导细胞凋亡，大幅度抑制肿瘤的生长，实现良好的低温光热治疗，却不会对周围正常组织造成损伤。

Description

一种近红外多功能光热剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种近红外多功能光热剂及其制备方法和应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
癌症是严重威胁人类健康的恶性疾病，相较于传统的化疗、放疗以及手术疗法，光热治疗具有外源可控性、高选择性、非侵袭性、治疗时间短、治疗效果明显以及可重复治疗等优势，已经受到了医学领域的广泛关注。由于近红外光穿透性好，目前已经被广泛运用光热治疗之中。而近红外的光热剂，则是目前光热治疗的关键媒介。在外加光源的照射下，光热剂吸收光的能量并将其转化为热量外放，引发局部高温，杀死肿瘤细胞。一般来说，所使用的外加光源的功率越大，升温越高，治疗效果越好。但是考虑到大功率的光照射会对周围正常组织造成损伤，因此，发展一种可以在低功率光源照射下依然保持良好光热性能的新型的光热转换材料，实现肿瘤组织的高效杀伤，同时避免对正常组织的损伤，是目前该领域的研究热点问题。
无机纳米材料（包括金纳米颗粒、CuS纳米颗粒、碳量子点等材料）是目前被广泛使用的光敏剂材料之一。它具有良好的光热转换效果，并且很大一部分具有近红外吸收的优势，使得此类材料在光热治疗领域受到广泛的重视。但是这类材料也存在一些尚未能解决的缺点，包括潜在的生物毒性、结构不确定以及难代谢等，导致该类型材料难以在临床中得到进一步应用。而另外一种被广泛使用的光热剂材料，有机分子，由于生物安全性好、结构明确、易于设计修饰合成等优势，也引起了人们的广泛研究兴趣。因此在过去的几年内，关于有机小分子光热转换试剂的研究，得到快速的发展。人们从自然界存在的天然小分子入手，开发了许多光热小分子用于光热治疗，例如花菁类分子，半花菁类分子，D-A-D结构苯环大共轭类似结构的分子等等。目前光热小分子的设计一般是聚焦在：1、光热转换效率较高的光热主体分子，进行合理的结构设计与优化；2、从提高分子的靶向性方面入手，或是修饰基团对肿瘤组织进行靶向；对癌细胞进行靶向；对亚细胞器进行靶向。现有技术中许多高光热转换效率的小分子已经被成功开发。即使是在低功率密度的近红外光照射下，依然可以产生足够的局部温度用以诱发癌细胞的凋亡，却不会对周围正常组织造成损伤。这种治疗方法被称为低温光热治疗。
但是在实际应用中，低温光热疗效甚微，不尽如人意，这是因为在肿瘤微环境中，存在许许多多的修复机制，对热损癌细胞进行修复，使得其可以产生热耐受能力，逃过光热治疗的杀伤，得以继续繁殖。比如，热休克蛋白家族，是帮助癌细胞产生热耐受的主要元凶之一，当癌细胞遭受高温的时候，这种蛋白会迅速的被表达，对细胞中其他热损蛋白进行修复，提高癌细胞的热耐受能力，削弱光热治疗的效果。
因此，为了实现高效的低温光热治疗，并减少对正常组织的损伤，开发一种可抑制热休克蛋白的、用于高效低温光热治疗的新型光热分子，具有十分美好的应用前景。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种近红外多功能光热剂及其制备方法和应用，本发明的近红外多功能光热剂能够特定的抑制细胞内存在的热休克蛋白HSP70，并且可以靶向定位内质网，并且本身几乎对正常细胞无毒性；在本发明的近红外多功能光热剂作用下，一方面，细胞内固有的热休克蛋白得到抑制；另一方面，内质网作为热休克蛋白的主要合成场所，在光热剂作用下被破坏，大幅度的影响了热休克蛋白的合成，双管齐下，更好的抑制热休克蛋白。所以，本发明的近红外多功能光热剂在低功率的808 nm（0.33 W/cm2）激光照射下，在约43℃的低温环境中有效的诱导了细胞凋亡，大幅度抑制了肿瘤的生长，实现了良好的低温光热治疗，却不会对周围正常组织造成损伤。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：
在本发明的第一方面，提供一种近红外多功能光热剂，其结构如式I所示：
Figure 936963DEST_PATH_IMAGE001
式I。
在本发明的第二方面，提供一种第一方面所述近红外多功能光热剂的合成方法，所述合成方法包括以下步骤：
（1）对溴甲基苯甲酸与1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚反应生成化合物1，化合物1结构如下：
Figure 950049DEST_PATH_IMAGE002
（2）乙二胺与对甲苯磺酰氯反应生成化合物2，化合物2结构如下：
Figure 677834DEST_PATH_IMAGE003
（3）化合物1与化合物2反应生成化合物3，化合物3结构如下：
Figure 25638DEST_PATH_IMAGE004
（4）环己酮在和三氯氧磷作用下生成化合物4，化合物4结构如下：
Figure 497071DEST_PATH_IMAGE005
（5）化合物1、化合物3与化合物4反应生成化合物5，化合物5结构如下：
Figure 489298DEST_PATH_IMAGE006
（6）苯乙炔和氨基璜酰氯反应生成化合物6，化合物6结构如下：
Figure 27464DEST_PATH_IMAGE007
（7）化合物5与化合物6反应生成式I化合物。
在本发明的第三方面，提供一种第一方面所述近红外多功能光热剂在制备抗肿瘤产品中的应用。
本发明的具体实施方式具有以下有益效果：
本发明的基于花菁类染料的近红外多功能光热剂具有生物毒性低、可抑制热休克蛋白、高光热转换效率（40.5%）等特点，能在低功率密度的照射下，有效抑制小鼠乳腺癌的生长，提高乳腺癌的治疗效率，可用于生物体的治疗。
本发明的近红外多功能光热剂合成方法简单，材料成分是有机分子，不引入有毒成分，不存在有毒试剂残留问题，生物安全性高。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例1制备得到的近红外多功能光热剂即式I化合物的质谱图；
图2为实施例1制备得到的近红外多功能光热剂即式I化合物的核磁谱图；
图3为对实施例1制备得到的光热剂的紫外吸收曲线；
图4为对实施例1制备得到的光热剂不同浓度条件下在808 nm激光器的照射下温度随时间的变化情况；
图5为实施例3中共定位实验的荧光共聚焦成像的叠加图；
图6为实施例3中通过western blot实验分析光热剂对热休克蛋白的抑制情况；
图7为实施例3中细胞毒性实验结果；左侧图为细胞毒性实验（MTT）检测结果；右侧图为在共聚焦显微镜下观察拍摄的活死细胞染色实验结果；
图8活体治疗期间小鼠肿瘤体积的变化曲线图；
图9活体治疗期间小鼠肿瘤体重的变化曲线图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明的一种实施方式中，提供了一种近红外多功能光热剂，其结构如式I所示：
Figure 737931DEST_PATH_IMAGE008
式I。
所述近红外多功能光热剂能够特定的抑制细胞内存在的热休克蛋白HSP70，并且可以靶向定位内质网，并且本身几乎对正常细胞无毒性；在该近红外多功能光热剂作用下，一方面，细胞内固有的热休克蛋白得到抑制；另一方面，内质网作为热休克蛋白的主要合成场所，在光热剂作用下被破坏，大幅度的影响了热休克蛋白的合成，双管齐下，更好的抑制热休克蛋白，因此该近红外多功能光热剂在低功率的808 nm（0.33 W/cm2）激光照射下，在约43℃的低温环境中能够有效诱导细胞凋亡，大幅度抑制肿瘤的生长，实现良好的低温光热治疗，却不会对周围正常组织造成损伤。
本发明的一种实施方式中，提供了一种上述近红外多功能光热剂的合成方法，所述合成方法包括以下步骤：
（1）对溴甲基苯甲酸与1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚反应生成化合物1，化合物1结构如下：
Figure 747476DEST_PATH_IMAGE002
（2）乙二胺与对甲苯磺酰氯反应生成化合物2，化合物2结构如下：
Figure 250001DEST_PATH_IMAGE003
（3）化合物1与化合物2反应生成化合物3，化合物3结构如下：
Figure 54009DEST_PATH_IMAGE004
（4）环己酮在和三氯氧磷作用下生成化合物4，化合物4结构如下：
Figure 517351DEST_PATH_IMAGE005
（5）化合物1、化合物3与化合物4反应生成化合物5，化合物5结构如下：
Figure 205953DEST_PATH_IMAGE006
（6）苯乙炔和氨基璜酰氯反应生成化合物6，化合物6结构如下：
Figure 172772DEST_PATH_IMAGE007
（7）化合物5与化合物6反应生成式I化合物。
具体的，所述合成方法包括以下步骤：
（1）将对溴甲基苯甲酸和1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚室温下溶解于DMF溶液中，在氮气保护下加热反应；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，将沉淀溶于二氯甲烷中，使用乙醚析出，过滤，干燥，得到化合物1；
（2）将对甲苯磺酰氯、乙二胺、三乙胺在0℃下溶解于二氯甲烷溶液；随后在室温下搅拌，然后水洗除杂，收集有机相，真空干燥，得到化合物2；
（3）将化合物1、HATU、DIPEA溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌；将化合物2和三乙胺溶解于二氯甲烷溶液；将溶解有化合物2的二氯甲烷溶液滴加到溶解有化合物1的二氯甲烷溶液，室温下搅拌；反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶剂后，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱液，得到化合物3；
（4）将无水DMF置于冰浴中，缓慢加入三氯氧磷并搅拌；撤去冰浴，待溶液缓慢升温至室温后，缓慢加入无水环己酮；使用油浴，将溶液缓慢加热至45~50℃，搅拌；溶液从淡黄色变成深红色时关掉加热，将溶液倒入碎冰中，于-20~-22℃下缓慢搅拌；然后将溶液转移至-20℃的冰箱内，静置过夜；第二天过滤收集，得到黄色沉淀物，真空干燥后，得到化合物4；
（5）将化合物1、化合物3、化合物4溶解于乙酸酐溶液，氮气保护下，加热回流；待反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶液，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱液，得到化合物5；
（6）将苯乙炔在氮气保护下，加入无水THF溶液，冷却至-78~-76℃；依次加入六甲基二硅基胺基锂（LiHMDS）、六甲基磷酰三胺（HMPA）和氨基璜酰氯，每加入一种原料都进行搅拌；待反应结束后，减压蒸馏除去THF溶液，使用乙酸乙酯溶解产物；水洗，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用乙酸乙酯和石油醚的混合溶液作为洗脱液，得到化合物6；
（7）化合物5、2-氯-1-甲基吡啶碘代物溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌；加入化合物6、三乙胺，室温下搅拌；待反应结束后，水洗，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱液，得到式I化合物；
优选地，步骤（1）中对溴甲基苯甲酸和1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚的摩尔比为1：1；
优选地，步骤（2）中对甲苯磺酰氯、乙二胺、三乙胺的摩尔比为1：3：1；
优选地，步骤（3）中化合物1、HATU、DIPEA的摩尔比为1：1：3；
或者，步骤（3）中二氯甲烷和甲醇的体积比为15：1；
优选地，步骤（5）中化合物1、化合物3、化合物4的摩尔比为1：1：1；
或者，步骤（5）中二氯甲烷和甲醇的体积比为5：1；
优选地，步骤（6）中乙酸乙酯和石油醚的体积比为1：1；
优选地，步骤（7）中化合物5、2-氯-1-甲基吡啶碘代物的摩尔比为1：1
或者，步骤（7）中化合物6、三乙胺的摩尔量都是化合物5摩尔量的2倍；
或者，步骤（7）中二氯甲烷和甲醇的体积比为10：1；
本发明的一种实施方式中，提供了一种上述近红外多功能光热剂在制备抗肿瘤产品中的应用。
同时，需要说明的是，肿瘤在本发明中如本领域技术人员所知的那样加以使用，其包括良性肿瘤和恶性肿瘤。良性肿瘤被定义为不能在体内形成侵略性、转移性肿瘤的细胞过度增殖。反之，恶性肿瘤被定义为能够形成全身性疾病（例如在远端器官中形成肿瘤转移）的具有多种细胞异常和生化异常的细胞。
本发明的具体实施方式中，本发明的近红外多功能光热剂可用于治疗恶性瘤。可用本发明的近红外多功能光热剂治疗的恶性瘤的实例包括实体瘤和血液瘤。实体瘤可以是乳腺、膀胱、骨、脑、中枢和外周神经系统、结肠、内分泌腺（如甲状腺和肾上腺皮质）、食道、子宫内膜、生殖细胞、头和颈、肝、肺、喉和下咽的肿瘤、间皮瘤、卵巢、胰腺、前列腺、直肠、肾、小肠、软组织、睾丸、胃、皮肤（如黑色素瘤）、输尿管、阴道和外阴的肿瘤。恶性瘤包括遗传性癌症，例如视网膜母细胞瘤和肾母细胞瘤(Wilmstumor)。此外，恶性瘤包括在所述器官中的原发性肿瘤及在远端器官中的相应继发性肿瘤（肿瘤转移）。血液瘤可以是侵略性和无痛形式的白血病和淋巴瘤，即非霍奇金病、慢性和急性髓样白血病(CML/AML)、急性淋巴细胞性白血病(ALL)、霍奇金病、多发性骨髓瘤和T-细胞型淋巴瘤。还包括骨髓增生异常综合征、浆细胞瘤、类肿瘤综合征和未知原发部位的癌症及AIDS相关的恶性瘤。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1
近红外多功能光热剂即式I化合物的合成：
（1）将对溴甲基苯甲酸和1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚按1：1的摩尔比，室温下溶解于DMF溶液中，在氮气保护下，加热1小时；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，将沉淀溶于二氯甲烷中，使用乙醚析出，过滤，干燥，得到化合物1，为白色粉末。
（2）将对甲苯磺酰氯、乙二胺、三乙胺按1：3：1的摩尔比，在0℃下溶解于二氯甲烷溶液；随后在室温下搅拌2小时；然后水洗除杂，收集有机相，真空干燥，得到化合物2，为白色粉末。
（3）将化合物1、HATU、DIPEA按1：1：3的摩尔比，溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌30分钟；将化合物2和三乙胺按1：1的摩尔比（化合物2与化合物1的摩尔比为2：1）溶解于二氯甲烷溶液；将溶解有化合物2的二氯甲烷溶液滴加到溶解有化合物1的二氯甲烷溶液，室温下搅拌4小时；反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶剂后，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷/甲醇（v/v，15：1）作为洗脱液，得到化合物3，为绿色粉末。
（4）在250 mL的三颈反应瓶中加入100 mL的无水DMF，置于冰浴中；缓慢加入合计68 mL的三氯氧磷，在0℃下搅拌30分钟；撤去冰浴，待溶液缓慢升温至室温后，缓慢加入合计20 mL的新蒸无水环己酮（0.2 mol）；使用油浴，将溶液缓慢加热至50℃，搅拌6小时；（溶液从淡黄色变成深红色）关掉加热，将溶液倒入提前准备好的300 g的碎冰中，于-20℃下缓慢搅拌2小时；然后将溶液转移至-20℃的冰箱内，静置过夜；第二天过滤收集，得到黄色沉淀物，真空干燥后，得到化合物4，为黄色粉末。
（5）将化合物1、化合物3、化合物4按1：1：1的摩尔比，溶解于乙酸酐溶液，氮气保护下，加热回流3小时；待反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶液，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷/甲醇（v/v，5：1）作为洗脱液，得到化合物5，为绿色粉末。
（6）将5.5 mL的苯乙炔（50 mol）加入到250 mL的圆底烧瓶中，在氮气保护下，加入30 mL的无水THF溶液，冷却至-78℃；滴加六甲基二硅基胺基锂（LiHMDS）50 mL，搅拌10分钟；滴加六甲基磷酰三胺（HMPA）8.5 mL，搅拌10分钟；加入氨基璜酰氯（50 mol），搅拌1小时；待反应结束后，减压蒸馏除去THF溶液，使用乙酸乙酯溶解产物；水洗3次，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用乙酸乙酯/石油醚（v/v，1：1）作为洗脱液，得到化合物6，为白色粉末。
（7）化合物5、2-氯-1-甲基吡啶碘代物按1：1的摩尔比溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌10分钟；加入化合物6、三乙胺（化合物6、三乙胺的摩尔量都是化合物5摩尔量的2倍），室温下搅拌1小时；待反应结束后，水洗3次，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷/甲醇（v/v，10：1）作为洗脱液，得到式I化合物，为绿色粉末。
实施例2
近红外多功能光热剂即式I化合物的合成：
（1）将对溴甲基苯甲酸和1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚按1：1的摩尔比，室温下溶解于DMF溶液中，在氮气保护下，加热1.2小时；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，将沉淀溶于二氯甲烷中，使用乙醚析出，过滤，干燥，得到化合物1，为白色粉末。
（2）将对甲苯磺酰氯、乙二胺、三乙胺按1：3：1的摩尔比，在0℃下溶解于二氯甲烷溶液；随后在室温下搅拌2.2小时；然后水洗除杂，收集有机相，真空干燥，得到化合物2，为白色粉末。
（3）将化合物1、HATU、DIPEA按1：1：3的摩尔比，溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌35分钟；将化合物2和三乙胺按1：1的摩尔比（化合物2与化合物1的摩尔比为2：1）溶解于二氯甲烷溶液；将溶解有化合物2的二氯甲烷溶液滴加到溶解有化合物1的二氯甲烷溶液，室温下搅拌4小时；反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶剂后，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷/甲醇（v/v，15：1）作为洗脱液，得到化合物3，为绿色粉末。
（4）在250 mL的三颈反应瓶中加入100 mL的无水DMF，置于冰浴中；缓慢加入合计68 mL的三氯氧磷，在0℃下搅拌30分钟；撤去冰浴，待溶液缓慢升温至室温后，缓慢加入合计20 mL的新蒸无水环己酮（0.2 mol）；使用油浴，将溶液缓慢加热至50℃，搅拌6.5小时；（溶液从淡黄色变成深红色）关掉加热，将溶液倒入提前准备好的300 g的碎冰中，于-20℃下缓慢搅拌2.5小时；然后将溶液转移至-20℃的冰箱内，静置过夜；第二天过滤收集，得到黄色沉淀物，真空干燥后，得到化合物4，为黄色粉末。
（5）将化合物1、化合物3、化合物4按1：1：1的摩尔比，溶解于乙酸酐溶液，氮气保护下，加热回流3.5小时；待反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶液，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷/甲醇（v/v，5：1）作为洗脱液，得到化合物5，为绿色粉末。
（6）将5.5 mL的苯乙炔（50 mol）加入到250 mL的圆底烧瓶中，在氮气保护下，加入30 mL的无水THF溶液，冷却至-76℃；滴加六甲基二硅基胺基锂（LiHMDS）50 mL，搅拌10分钟；滴加六甲基磷酰三胺（HMPA）8.5 mL，搅拌12分钟；加入氨基璜酰氯（50 mol），搅拌1小时；待反应结束后，减压蒸馏除去THF溶液，使用乙酸乙酯溶解产物；水洗3次，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用乙酸乙酯/石油醚（v/v，1：1）作为洗脱液，得到化合物6，为白色粉末。
（7）化合物5、2-氯-1-甲基吡啶碘代物按1：1的摩尔比溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌12分钟；加入化合物6、三乙胺（化合物6、三乙胺的摩尔量都是化合物5摩尔量的2倍），室温下搅拌1.2小时；待反应结束后，水洗3次，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷/甲醇（v/v，10：1）作为洗脱液，得到式I化合物，为绿色粉末。
实施例3
实施例1制备的近红外多功能光热剂的光热效率：
根据Tian, Q. W.; Jiang, F. R.; Zou, R. J.; Liu, Q.; Chen, Z. G.; Zhu,M. F.; Yang, S. P.; Wang, J. L.; Wang, J. H.; Hu, J. Q. ACS Nano 2011, 5,9761–9771中所述的方法测量并计算光热转换效率（η），测量结果如图3和4所示，不同浓度的材料在808 nm激光器的照射下，温度随时间的变化情况。
根据图3和4并依据下列公式计算得到本申请光热剂的光热转换效率为40.5%。
公式 (S1)：
Figure 678840DEST_PATH_IMAGE009
其中，h是传热系数，s是容器的表面积，hs的值由公式（S2）确定。Q Dis 代表由溶剂和容器介导的激光散发的热量。I是激光功率，A是808 nm处的吸光度。
公式 (S2)：
Figure 222953DEST_PATH_IMAGE010
其中，m是含有光敏材料的溶液的质量，C是溶液的比热容，τs是相关的时间常数，可由方程（S3）确定。
公式 (S3)：t = -τ s In(θ)
其中，θ是使用公式（S4）计算的无量纲参数，称为驱动力温度。
公式(S4)：
Figure 839880DEST_PATH_IMAGE011
其中，T Max 和T Surr 分别是最大稳态温度和环境温度。
生物实验
1、共定位实验
本例研究了实施例1制备的光热剂对内质网的靶向功能。利用内质网示踪染料（ER-Tracker RED）对细胞进行孵育，通过荧光共聚焦成像的叠加图（图5）来说明光热剂（Ts-IR-PES，本发明近红外多功能光热剂，来自实施例1）共定位情况。从图5得出的结果可以看出，Ts-IR-PES的荧光信号与内质网示踪染料的荧光信号有很好的叠加，表明本发明的光热剂对内质网有很好的靶向特性。而作为对比组，IR-PES（无内质网靶向基团），其荧光信号叠加图则明显不如TS-IR-PES叠加的好，表明其内质网靶向能力依赖于Ts基团。
2、热休克蛋白抑制实验
将4T1细胞在细胞培养皿中养好，进行不同处理，然后消化下来，进行westernblot测试。选取GADPH为参比蛋白，测定在不同处理后，细胞内热休克蛋白HSP70的变化。结果如图6显示，左图中的1为PBS处理组，2为Ts-IR处理组，3为IR-PES处理组，4为Ts-IR-PES处理组，从图6的左图和右图可以看出，在经过Ts-IR-PES处理后的细胞组，其热休克蛋白HSP70的含量明显下降，表明了本发明的光热剂具有良好的热休克蛋白抑制作用。
3、细胞毒性实验
该实施例还对光热剂（实施例1制备）进行了毒性试验，主要探究了光热剂自身的毒性以及其在光照射条件下的生物毒性（即光毒性）。
光热剂自身的毒性以及光毒性是通过在4T1（小鼠乳腺癌细胞）细胞中的3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐（MTT）测定来测量的。分别用不同浓度的材料（浓度分别为0、5、10、20、30 μM）与4T1（小鼠乳腺癌细胞）细胞孵育，每种浓度分为两组，两组分别进行不光照与光照（光照条件为：808 nm, 0.33 W/cm2）处理，之后用MTT处理后测量相应吸光度，结果如图7所示。从图7的左侧图中可以看出，光热剂自身对细胞并无毒性；而在经过光照后，其可以对肿瘤细胞产生很强的毒性，20 μM本申请的光热剂在经过10 min的照射细胞的存活率仅为20 %，说明其对肿瘤细胞有很好的杀伤作用。
光热剂自身的毒性以及光毒性还通过活死细胞染色实验进行测定：
使用活死细胞染色试剂盒（钙黄绿素AM染色活细胞/碘化丙啶PI染色死细胞）对4T1细胞进行染色，通过共聚焦显微镜，观察细胞在经不同处理之后的存活情况；从图7的右侧图中可以看出，PBS组、PBS+NIR组和Ts-IR-PES组处理过后，大多数细胞并无明显损伤；只有Ts-IR-PES+NIR组在加入实施例1制备的光热剂并进行NIR光照处理之后，大多数细胞死亡；这说明了本发明的光热剂具有良好的光毒性，并且材料本身是安全无毒的，在无光照的情况下不会对细胞造成损伤。
4、活体实验
该实施例探究了光热剂（实施例1制备）对活体的治疗效果，进行了小鼠活体实验。所有的动物实验的进行都按照中华人民共和国实验室动物护理原则进行。先将6-8周的Balb/c小鼠注射4T1(小鼠乳腺癌细胞)，并将其随机分成五组待其长到50 mm3，对其进行治疗处理。第一组，只注射磷酸盐平衡生理盐水(PBS)；第二组，只进行光照(NIR)处理；第三组瘤内注射本申请实施例1的光热剂(Ts-IR-PES)；第四组，瘤内注射不含有抑制剂基团的材料并进行光照（Ts-IR + NIR）；第五组，瘤内注射不含有内质网靶向基团的材料并进行光照（IR-PES + NIR）；第六组，第三组瘤内注射本申请实施例1的光热剂并进行光照(Ts-IR-PES+ NIR)。所有需要进行光照的组，都是在注射相应材料24小时后，用808 nm激光器（0.33 W/cm2）照射10分钟，结果如图8和9所示。从图8和9中可以看出，前三组肿瘤生长迅速，没有特别明显的抑制效果；而第6组实验组可以得出，肿瘤生长得到明显的抑制，肿瘤组织得以坏死。其相比于无靶向的材料第5组而言，其治疗效果也更加的好，这也证明了本申请具有靶向性的可抑制热休克蛋白的有机小分子光热剂对肿瘤具有更加优异的治疗效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种近红外多功能光热剂，其特征在于，其结构如式I所示：
Figure 871487DEST_PATH_IMAGE001
式I。
2.一种权利要求1所述近红外多功能光热剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步骤：
（1）对溴甲基苯甲酸与1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚反应生成化合物1，化合物1结构如下：
Figure 523048DEST_PATH_IMAGE002
（2）乙二胺与对甲苯磺酰氯反应生成化合物2，化合物2结构如下：
Figure 771627DEST_PATH_IMAGE003
（3）化合物1与化合物2反应生成化合物3，化合物3结构如下：
Figure 12509DEST_PATH_IMAGE004
（4）环己酮在和三氯氧磷作用下生成化合物4，化合物4结构如下：
Figure 561302DEST_PATH_IMAGE005
（5）化合物1、化合物3与化合物4反应生成化合物5，化合物5结构如下：
Figure 118185DEST_PATH_IMAGE006
（6）苯乙炔和氨基璜酰氯反应生成化合物6，化合物6结构如下：
Figure 713114DEST_PATH_IMAGE007
（7）化合物5与化合物6反应生成式I化合物。
3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步骤：
（1）将对溴甲基苯甲酸和1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚室温下溶解于DMF溶液中，在氮气保护下加热反应；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，将沉淀溶于二氯甲烷中，使用乙醚析出，过滤，干燥，得到化合物1；
（2）将对甲苯磺酰氯、乙二胺、三乙胺在0℃下溶解于二氯甲烷溶液；随后在室温下搅拌，然后水洗除杂，收集有机相，真空干燥，得到化合物2；
（3）将化合物1、HATU、DIPEA溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌；将化合物2和三乙胺溶解于二氯甲烷溶液；将溶解有化合物2的二氯甲烷溶液滴加到溶解有化合物1的二氯甲烷溶液中，室温下搅拌；反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶剂后，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱液，得到化合物3；
（4）将无水DMF置于冰浴中，缓慢加入三氯氧磷并搅拌；撤去冰浴，待溶液缓慢升温至室温后，缓慢加入无水环己酮；使用油浴，将溶液缓慢加热至45~50℃，搅拌；溶液从淡黄色变成深红色时关掉加热，将溶液倒入碎冰中，于-20~-22℃下缓慢搅拌；然后将溶液转移至-20℃的冰箱内，静置过夜；第二天过滤收集，得到黄色沉淀物，真空干燥后，得到化合物4；
（5）将化合物1、化合物3、化合物4溶解于乙酸酐溶液，氮气保护下，加热回流；待反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷溶液，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱液，得到化合物5；
（6）将苯乙炔在氮气保护下，加入无水THF溶液，冷却至-78~-76℃；依次加入六甲基二硅基胺基锂、六甲基磷酰三胺和氨基璜酰氯，每加入一种原料都进行搅拌；待反应结束后，减压蒸馏除去THF溶液，使用乙酸乙酯溶解产物；水洗，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用乙酸乙酯和石油醚的混合溶液作为洗脱液，得到化合物6；
（7）化合物5、2-氯-1-甲基吡啶碘代物溶解于二氯甲烷溶液，室温下搅拌；加入化合物6、三乙胺，室温下搅拌；待反应结束后，水洗，收集有机相，用硅胶色谱柱纯化粗产物，使用二氯甲烷和甲醇的混合溶液作为洗脱液，得到式I化合物。
4.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中对溴甲基苯甲酸和1.1.2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚的摩尔比为1：1；
步骤（2）中对甲苯磺酰氯、乙二胺、三乙胺的摩尔比为1：3：1。
5.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（3）中化合物1、HATU、DIPEA的摩尔比为1：1：3；
步骤（3）中二氯甲烷和甲醇的体积比为15：1。
6.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（5）中化合物1、化合物3、化合物4的摩尔比为1：1：1；
步骤（5）中二氯甲烷/甲醇洗脱液的体积比为5：1。
7.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（6）中乙酸乙酯和石油醚的体积比为1：1。
8.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于，步骤（7）中化合物5、2-氯-1-甲基吡啶碘代物的摩尔比为1：1；
步骤（7）中化合物6、三乙胺的摩尔量都是化合物5摩尔量的2倍；
步骤（7）中二氯甲烷和甲醇的体积比为10：1。
9.权利要求1所述近红外多功能光热剂在制备抗肿瘤产品中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述肿瘤包括良性肿瘤和恶性肿瘤。
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