CN115785112B - 一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115785112B CN115785112B CN202211599244.7A CN202211599244A CN115785112B CN 115785112 B CN115785112 B CN 115785112B CN 202211599244 A CN202211599244 A CN 202211599244A CN 115785112 B CN115785112 B CN 115785112B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- coumarin
- photosensitizer
- hemicyanine
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N coumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 229960000956 coumarin Drugs 0.000 title claims abstract description 30
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims abstract description 10
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims abstract description 8
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 42
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 24
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 claims description 11
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N tetrahydropyridine hydrochloride Natural products C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- WMDHQEHPOVOEOG-UHFFFAOYSA-N 2-(2-bromoethyl)-1,3-dioxane Chemical compound BrCCC1OCCCO1 WMDHQEHPOVOEOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ROLMZTIHUMKEAI-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-2-hydroxybenzonitrile Chemical compound OC1=CC(F)=C(F)C=C1C#N ROLMZTIHUMKEAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XTPBPGPAPLKZGO-UHFFFAOYSA-N 7-(diethylamino)-4-hydroxy-1-benzopyran-2-one Chemical compound OC1=CC(=O)OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C21 XTPBPGPAPLKZGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- GOLORTLGFDVFDW-UHFFFAOYSA-N 3-(1h-benzimidazol-2-yl)-7-(diethylamino)chromen-2-one Chemical compound C1=CC=C2NC(C3=CC4=CC=C(C=C4OC3=O)N(CC)CC)=NC2=C1 GOLORTLGFDVFDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 239000000975 dye Substances 0.000 abstract description 11
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 101100377855 Artemia franciscana ABDA gene Proteins 0.000 description 6
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- ZKSVYBRJSMBDMV-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenyl-2-benzofuran Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=C2C=CC=CC2=C(C=2C=CC=CC=2)O1 ZKSVYBRJSMBDMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 description 3
- 229940123973 Oxygen scavenger Drugs 0.000 description 2
- 108010087230 Sincalide Proteins 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010609 cell counting kit-8 assay Methods 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 2
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 2
- IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N sincalide Chemical group C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C1=CC=C(OS(O)(=O)=O)C=C1 IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RNVTULXTDSCADN-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-7-(diethylamino)chromen-2-one Chemical compound ClC1=CC(=O)OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C21 RNVTULXTDSCADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101800005151 Cholecystokinin-8 Proteins 0.000 description 1
- 102400000888 Cholecystokinin-8 Human genes 0.000 description 1
- 206010059866 Drug resistance Diseases 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 238000007697 cis-trans-isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 1
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及荧光探针领域，具体涉及一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法和应用。为解决经典的香豆素半花菁染料所构建的光敏剂通常存在单线态氧效率低的问题，本发明基于结构刚性的香豆素半花菁染料开发光敏剂，本发明开发的光敏剂RCHC‑I不仅具有吸收波长长、生物兼容性好等优点，重要的是其在PBS中可以以聚集态形式存在，因此单线态氧量子收率得到大大提高，此外，该光敏剂能够在近红外光照射下产生大量活性氧化物，从而杀死癌细胞，因此具有潜在的生物应用价值。
Description
技术领域
本发明属于荧光探针领域，具体涉及一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用。
背景技术
光动力疗法(PDT)是近年来发展并临床应用的一种新型癌症治疗手段，其基本原理是利用光敏剂(PS)吸收的光能将氧气(3O2)转化为高活性的单线态氧(1O2)，从而杀死癌细胞；其特点是无耐药性、可反复治疗、时空分辨率高。然而，目前临床使用的光敏剂主要是卟啉及其衍生物，该类光敏剂的1O2产生效率低、肿瘤靶向性差，仅对少数几个癌症的治疗有效。除了卟啉及其衍生物，目前最广泛采用的光敏剂构建方法是在荧光团分子结构中引入重原子，利用重原子强的“自旋-轨道偶合效应(SOC)”(重原子效应)来促进单线态向三线态系间窜越(S1→T1)，从而促进1O2的产生。
香豆素半花菁染料(CHCs)是目前应用非常广泛的荧光染料平台之一，该染料具有激发和发射波长长、Stokes位移大、生物兼容性好等特点，因此被广泛用于光动力光敏剂的设计。由于该染料在光激发下容易发生C＝C键顺反异构化诱导的非辐射跃迁，因此基于该染料构建的光敏剂通常存在单线态氧效率低的问题；然而，由于通过非辐射跃迁散失能量的途径被有效抑制，基于结构刚性的香豆素半花菁染料(RCHCs)开发的光敏剂的单线态氧转化效率有望大大提高。
发明内容
针对上述问题，本发明基于结构刚性的香豆素半花菁染料(RCHCs)，提供了一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种香豆素半花菁类光敏剂，所述光敏剂的结构式为：
一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氮气保护下，将N,N-二甲基甲酰胺(DMF)逐滴滴入三氯氧磷(POCl3)中进行反应，反应结束后得到黄色溶液，随后将4-羟基-7-二乙氨基香豆素(化合物1)的N,N-二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到上述黄色溶液中继续反应，反应结束后，将反应液冷却至室温并倾倒入水中，然后用NaOH溶液调节pH至大量固体生成，得到的固体经过滤、洗涤以及干燥后得到4-氯-7-二乙氨基-3-醛基香豆素(化合物2)；
(2)在氮气保护下，分别将5-碘-2,3,3-三甲基-3H-吲哚(化合物3)、2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(化合物4)、NaHCO3和KI溶解在无水乙腈中搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，旋干溶剂，粗产品经柱色谱分离后得到化合物5；
(3)依次将4-氯-7-二乙氨基-3-醛基香豆素(化合物2)、化合物5、哌啶盐酸盐和哌啶溶解在乙腈中，在剧烈搅拌下回流反应，反应结束后，冷却至室温，旋干溶剂后得到中间体(化合物6)；将中间体重新溶解在二氯甲烷和浓盐酸的混合溶剂中，继续反应至TLC监测原料反应完全，反应结束后旋干二氯甲烷，剩下的酸溶液用Na2CO3水溶液调节pH至6-7，经萃取、干燥后，再经柱色谱分离，得到所述光敏剂，即RCHC-I。
进一步，所述步骤(1)中N,N-二甲基甲酰胺、三氯氧磷和4-羟基-7-二乙氨基香豆素体的体积摩尔比为2.8mL：2.8mL：10mmol。
进一步，所述步骤(1)中反应的温度为50℃，反应的时间为30min；所述继续反应的条件是在60℃下反应过夜。
进一步，所述步骤(2)中5-碘-2,3,3-三甲基-3H-吲哚、2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷、NaHCO3和KI的摩尔比为2：3：4：3。
进一步，所述步骤(2)中搅拌反应的温度为95℃，反应的时间为18h，所述柱色谱分离的展开剂为二氯甲烷/甲醇＝9:1(V/V)。
进一步，所述步骤(3)中4-氯-7-二乙氨基-3-醛基香豆素、化合物5和哌啶盐酸盐的摩尔比为1：1：1，所述二氯甲烷和浓盐酸的体积比为50mL：15mL。
进一步，所述步骤(3)中回流反应的温度为82℃，时间为12h；所述继续反应的温度25℃；所述柱色谱分离的展开剂为二氯甲烷/甲醇/三氟乙酸＝400:10:1(V/V/V)。
一种香豆素半花菁类光敏剂的应用，在近红外光照射下产生活性氧化物，从而杀死癌细胞的应用。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
与基于经典香豆素半花菁染料构建的光敏剂相比，本发明提供的光敏剂由于其刚性结构有效抑制了C＝C双键异构化引起的非辐射跃迁过程(三线态形成的竞争过程)，以及在PBS中可以以聚集态形式存在，因此在PBS中的单线态氧量子收率得到大大提高；此外，该光敏剂具有吸收波长位于近红外区、生物兼容性好等优点。因此，本发明提供的光敏剂能够在近红外光照射下产生大量活性氧化物，从而杀死癌细胞，因此具有潜在的生物应用价值。
附图说明
图1为本发明化合物2的NMR图；
图2为本发明化合物5的NMR和HRMS图；
图3为本发明化合物RCHC-I的NMR和HRMS图；
图4为紫外可见吸收光谱的变化图，其中(A)为MB/DPBF、CHC-I/DPBF和RCHC-I/DPBF的乙腈溶液在光照条件下(1.5mW/cm2，650nm)的紫外可见吸收光谱的变化图，(B)为MB/ABDA、CHC-I/ABDA和RCHC-I/ABDA的PBS溶液在光照条件下(1.0mW/cm2，650nm)的紫外可见吸收光谱的变化图；
图5中为光敏剂RCHC-I的细胞毒性实验，(黑色)A549细胞用不同浓度(0μM、1.0μM、2.0μM、5.0μM、10.0μM和20.0μM)的RCHC-I处理1h后，继续孵化24h；(灰色)A549细胞先用不同浓度(0μM、1.0μM、2.0μM、5.0μM、10.0μM和20.0μM)的RCHC-I处理1h，再用650nm激光(15mW/cm2，15min)照射后，继续孵化24h。
具体实施方式
实施例1
一种香豆素半花菁类光敏剂，其结构式为：
一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氮气保护下，将DMF(2.8mL)逐滴滴入POCl3(2.8mL)中，在50℃下反应30min，反应结束后得到黄色溶液，随后将4-羟基-7-二乙氨基香豆素的N,N-二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到上述黄色溶液中，在60℃下继续反应过夜，反应结束后，将反应液冷却至室温并倾倒入水中，然后用NaOH(质量分数为20％)溶液调节pH至大量固体生成，得到的固体经过滤、洗涤以及干燥后得到4-氯-7-二乙氨基-3-醛基香豆素(化合物2，产率为88.2％)，图1为化合物2的NMR图；
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ10.31(s,1H),7.87(d,J＝9.6Hz,1H),6.72(d,J＝9.6Hz,1H),6.46(s,1H),3.51(q,J＝6.6,7.2,7.2Hz,4H),1.29(t,J＝7.2Hz,6H)；13C NMR(150MHz,CDCl3)δ187.1,160.0,156.5,154.2,153.7,129.3,111.0,110.6,107.7,96.6,45.4,12.5.
(2)在氮气保护下，分别将5-碘-2,3,3-三甲基-3H-吲哚(化合物3，2.0mmol)、2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(化合物4，3.0mmol)、NaHCO3(4.0mmol)和KI(3.0mmol)溶解在无水乙腈中，在95℃下搅拌反应18h，反应结束后，冷却至室温，旋干溶剂，粗产品经柱色谱分离(展开剂为二氯甲烷/甲醇＝9:1，v/v)后得到化合物5(产率为29.2％)，图2为化合物5的NMR和HRMS图；
1H NMR(600MHz,CD3CN)7.13(m,2H),6.76(t,J＝7.2Hz,1H),6.65(d,J＝7.8Hz,1H),4.90(t,J＝4.8,4.2Hz,1H),4.00(d,J＝7.8Hz,3H),3.91(s,1H),3.83(s,2H),3.66(t,J＝7.8Hz,7.2Hz,2H),1.93(m,2H),1.32(s,6H).13CNMR(150MHz,CD3CN)161.1,145.7,137.5,127.6,121.8,118.4,105.3,102.3,73.2,64.7,43.9,37.0,29.9,29.3；ESI-MS[M+H]+:calculatedfor260.1645,found260.1645.
(3)依次将化合物2(1mmol)、化合物5(1mmol)、哌啶盐酸盐(1mmol)和几滴哌啶溶解在乙腈中(50mL)，在剧烈搅拌下回流反应12h，反应结束后，冷却至室温，旋干溶剂后得到中间体；将中间体重新溶解在二氯甲烷(50mL)和浓盐酸(15mL)的混合溶剂中，在25℃下继续反应至TLC监测原料反应完全，反应结束后旋干二氯甲烷，剩下的酸溶液用Na2CO3水溶液调节pH至6-7，经萃取、干燥后，再经柱色谱分离(展开剂为二氯甲烷/甲醇/三氟乙酸＝400:10:1，V/V/V)，得到所述光敏剂RCHC-I(产率22.0％)，图3为化合物RCHC-I的NMR和HRMS图。
1HNMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.15(s,1H),7.87(d,J＝5.4Hz,2H),7.65(t,J＝1.2,7.8Hz,1H),7.52(d,J＝8.4Hz,1H),6.85(d,J＝9.0Hz,1H),5.63(m,1H),4.61(m,1H),4.27(m,1H),4.15(m,1H),3.48(d,J＝6.6Hz,4H),2.90(m,1H),1.65(t,J＝15.0,10.8Hz,6H),1.14(s,6H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6)δ174.2,166.6,159.7,157.9,154.7,145.2,141.0,138.3,138.0,132.0,131.9,129.1,126.8,116.3,111.4,109.6,101.0,99.9,97.4,94.9,72.7,65.5,63.1,51.4,45.3,43.9,43.0,31.8,31.6,30.4,29.3,27.2,25.6,19.0,14.0,12.8；ESI-MS[M+]:calculatedfor567.1140,found567.1140.
实施例2
1.单线态氧量子产率的计算
RCHC-I和CHC-I在乙腈或PBS中的单线态氧量子产率，是分别以DPBF和ABDA为单线态氧捕获剂，以MB(在乙腈中ΦMB＝0.57，在PBS中ΦMB＝0.52)为参比测定的，计算公式如下：
其中，ΦMB为MB的单线态氧量子产率，k为含有RCHC-I/CHC-I或MB的DPDF/ABDA溶液在激光照射后414nm/380nm处吸光度值与光照时间拟合的曲线的斜率值，F通过公式F＝1-10-OD(OD值为RCHC-I、CHC-I或MB在650nm处的吸光度值)计算获得。
2.细胞毒性
用CCK-8细胞增殖实验研究RCHC-I的细胞光/暗毒性。简单地说，首先将贴壁生长的A549细胞用胰蛋白酶消化为细胞悬液，然后将细胞以每孔8.0×103个细胞的密度接种于96孔板中，用100μL培养基孵育过夜至细胞贴壁。然后向96孔板中加入RCHC-I的储液，保持终浓度为0μM、1μM、2μM、5μM、10μM、20μM，细胞孵化光敏剂1小时后用PBS清洗三次，再经非光照或光照15分钟，继续培养24小时，随后弃去旧培养基，更换含10％CCK-8的新鲜培养基，继续孵育0.5h后，用SpectraMax 190读板机测定450nm处的吸光度。对照组及测试组均重复6次。
3.体外单线态氧效率测试
为了验证本发明开发的光敏剂RCHC-I的光动力效果，我们首先在体外检测了其在光照下产生单线态氧的能力，并以CHC-I作为对比化合物。
对比化合物(CHC-I)，其结构式为：
如图4中(A)所示，在乙腈中，以DPBF为单线态氧捕获剂，MB为参比化合物(ΦMB＝0.57)，650nm(1.5mW/cm2)作为激发光，经计算可得，RCHC-I和其对比化合物CHC-I的单线态氧量子产率分别为0.07和0.03，说明RCHC-I的刚性结构抑制了C＝C双键异构化引起的非辐射跃迁过程(三线态形成的竞争过程)，从而增加了S1态到T1态的系间窜越效率。
如图4中(B)所示，为了进一步模拟生物环境，我们测试了光敏剂RCHC-I在PBS中的单线态氧产生效率，并以ABDA为单线态氧捕获剂，MB为参比化合物(ΦMB＝0.52)，650nm(1.0mW/cm2)作为激发光，经计算可得，RCHC-I和其对比化合物CHC-I的单线态氧量子产率分别为0.005和0.38，与CHC-I相比，RCHC-I在PBS的单线态氧量子产率增加了76倍；通过观察紫外可见光谱，可以发现RCHC-I在PBS中除了单体峰(580nm)外，还有一个H聚集峰(520nm)和一个J聚集峰(620nm)，文献报道显示，聚集可以增加轨道裂分，从而降低单线态(S1)和三线态(T1)的能级间隙(ΔEST)来提高单线态氧量子产率。
4.光敏剂在细胞水平的光动力治疗效果研究
我们通过CCK8实验测试了光敏剂RCHC-I在细胞水平的生物毒性以及光动力治疗效果。如图5所示，当用激光照射预先负载了不同浓度的RCHC-I的A549细胞后，细胞的存活率随着RCHC-I浓度的增大逐渐减小，说明光敏剂RCHC-I在光照下可以杀死癌细胞。
综上所述，本发明基于结构刚性的香豆素半花菁染料(RCHC)，利用“自旋-轨道偶合效应(SOC)”(重原子效应)策略，构建了一个光动力光敏剂I-RCHC。该光敏剂可以在近红外光的照射下产生大量单线态氧，单线态氧效率为0.38；此外，该光敏剂也可以在近红外光的照射下杀死癌细胞，因此具有潜在的生物应用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)
1.一种香豆素半花菁类光敏剂，其特征在于，所述光敏剂的结构式为：
。
2.一种权利要求1所述香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，将N,N-二甲基甲酰胺逐滴滴入三氯氧磷中进行反应，反应结束后得到黄色溶液，随后将4-羟基-7-二乙氨基香豆素的N,N-二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到上述黄色溶液中继续反应，反应结束后，将反应液冷却至室温并倾倒入水中，然后用NaOH溶液调节pH至大量固体生成，得到的固体经过滤、洗涤以及干燥后得到4-氯-7-二乙氨基-3-醛基香豆素；
（2）在氮气保护下，分别将5-碘-2,3,3-三甲基-3H-吲哚、2-（2-溴乙基）-1,3-二恶烷、NaHCO3和KI溶解在无水乙腈中搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，旋干溶剂，粗产品经柱色谱分离后得到化合物5；
（3）依次将4-氯-7-二乙氨基-3-醛基香豆素、化合物5、哌啶盐酸盐和哌啶溶解在乙腈中，在剧烈搅拌下回流反应，反应结束后，冷却至室温，旋干溶剂后得到中间体；将中间体重新溶解在二氯甲烷和浓盐酸的混合溶剂中，继续反应至TLC监测原料反应完全，反应结束后旋干二氯甲烷，剩下的酸溶液用Na2CO3水溶液调节pH至6-7，经萃取、干燥后，再经柱色谱分离，得到所述光敏剂；
所述化合物5的结构式为：；
所述中间体的结构式为：。
3.根据权利要求2所述香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中N,N-二甲基甲酰胺、三氯氧磷和4-羟基-7-二乙氨基香豆素的体积摩尔比为2.8 mL：2.8mL：10mmol。
4.根据权利要求2所述的一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中反应的温度为50℃，反应的时间为30min；所述继续反应的条件是在60℃下反应过夜。
5.根据权利要求2所述的一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中5-碘-2,3,3-三甲基-3H-吲哚、2-（2-溴乙基）-1,3-二恶烷、NaHCO3和KI的摩尔比为2：3：4：3。
6.根据权利要求2所述的一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中搅拌反应的温度为95℃，反应的时间为18h，所述柱色谱分离的展开剂为二氯甲烷和甲醇，其体积比为9: 1。
7.根据权利要求2所述的一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中4-氯-7-二乙氨基-3-醛基香豆素、化合物5和哌啶盐酸盐的摩尔比为1：1：1，所述二氯甲烷和浓盐酸的体积比为50 mL：15 mL。
8.根据权利要求2所述的一种香豆素半花菁类光敏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中回流反应的温度为82℃，时间为12h；所述继续反应的温度25℃；所述柱色谱分离的展开剂为二氯甲烷、甲醇和三氟乙酸，其体积比为400:10:1。
9.一种权利要求1所述香豆素半花菁类光敏剂的应用，其特征在于，应用在制备杀死癌细胞的药物中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211599244.7A CN115785112B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211599244.7A CN115785112B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115785112A CN115785112A (zh) | 2023-03-14 |
| CN115785112B true CN115785112B (zh) | 2024-03-12 |
Family
ID=85419756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211599244.7A Active CN115785112B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115785112B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107850601A (zh) * | 2015-07-16 | 2018-03-27 | Sfc株式会社 | 染料化合物 |
| CN115011139A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-06 | 曲阜师范大学 | 一种基于花菁染料结构的非重原子光敏剂及其合成方法与应用 |
| CN115304534A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-08 | 山西大学 | 一种光动力光敏剂及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-12-12 CN CN202211599244.7A patent/CN115785112B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107850601A (zh) * | 2015-07-16 | 2018-03-27 | Sfc株式会社 | 染料化合物 |
| CN115011139A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-06 | 曲阜师范大学 | 一种基于花菁染料结构的非重原子光敏剂及其合成方法与应用 |
| CN115304534A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-08 | 山西大学 | 一种光动力光敏剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115785112A (zh) | 2023-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Polymerization-enhanced photosensitization | |
| CN109970630B (zh) | 一种能靶向线粒体的双光子荧光探针及其制备方法和应用 | |
| CN111978313B (zh) | 具备聚集诱导发光性质的多模态光诊疗剂及其制备与应用 | |
| JP6910551B2 (ja) | 光増感剤、その誘導体および用途 | |
| CN111689955A (zh) | 一类萘并噻二唑自由基型光敏剂及其制备方法与应用 | |
| CN115304534A (zh) | 一种光动力光敏剂及其制备方法和应用 | |
| CN114045045B (zh) | 一类单光子上转换五甲川菁类光敏染料、其制备方法和应用 | |
| CN115785112B (zh) | 一种香豆素半花菁类光敏剂及其制备方法和应用 | |
| CN116332923A (zh) | 一类咔唑及吩嗪类化合物中位取代花菁染料及其制备方法和应用 | |
| CN113480528B (zh) | 一种专一靶向线粒体且高效产生单线态氧的咪唑类光敏剂及其制备方法 | |
| CN114874238A (zh) | 一种基于噻二唑并[3,4-g]喹喔啉结构的光敏剂及其合成方法和应用 | |
| RU2665471C1 (ru) | Цианопорфиразиновое свободное основание и его применение | |
| CN112028871A (zh) | 一种溶酶体靶向光敏剂及合成方法和在生物成像上的应用 | |
| CN111569069A (zh) | 一种肿瘤双靶向的诊疗连用光敏剂及其制备方法与应用 | |
| CN115304633B (zh) | 一种无重原子光动力光敏剂及其制备方法和应用 | |
| CN114540011B (zh) | 一种近红外二区荧光探针分子及用于多模式诊疗一体化的纳米粒子 | |
| CN113069557B (zh) | 一种水溶性共轭寡聚物荧光成像和光疗试剂及制备方法与应用 | |
| CN115010643B (zh) | 苯磺酰胺修饰的七甲川吲哚花菁小分子和制备方法及用途 | |
| RU2725641C1 (ru) | Тетра(пирен-1-ил)тетрацианопорфиразин как мультифункциональный агент терапии злокачественных новообразований | |
| CN113321646B (zh) | 同时具有光动力/光热性能的有机光敏脂质纳米粒子，制备方法和应用 | |
| CN113603740B (zh) | 一种采用橙色光激发铱配合物及其制备方法和应用 | |
| CN113004264B (zh) | 一种聚集诱导发光光敏剂、制备方法和应用 | |
| CN115636835B (zh) | 一种基于卟吩结构的光敏剂、制备和应用 | |
| CN114409687B (zh) | 一种可在肿瘤内切换光治疗模式的光敏药物及其制备方法和应用 | |
| CN114516879B (zh) | 一类新型中介四苯基萘并卟吩衍生物及其在医药领域的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |