KR102572743B1 - Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors - Google Patents

Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors Download PDF

Info

Publication number
KR102572743B1
KR102572743B1 KR1020210062160A KR20210062160A KR102572743B1 KR 102572743 B1 KR102572743 B1 KR 102572743B1 KR 1020210062160 A KR1020210062160 A KR 1020210062160A KR 20210062160 A KR20210062160 A KR 20210062160A KR 102572743 B1 KR102572743 B1 KR 102572743B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
cancer
compound
diagnosing
treating tumors
Prior art date
Application number
KR1020210062160A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220154520A (en
Inventor
윤주영
반 응이어 응웬
하정선
Original Assignee
이화여자대학교 산학협력단
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이화여자대학교 산학협력단 filed Critical 이화여자대학교 산학협력단
Priority to KR1020210062160A priority Critical patent/KR102572743B1/en
Publication of KR20220154520A publication Critical patent/KR20220154520A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102572743B1 publication Critical patent/KR102572743B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic System
    • C07F5/02Boron compounds
    • C07F5/022Boron compounds without C-boron linkages
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0057Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/107Emulsions ; Emulsion preconcentrates; Micelles
    • A61K9/1075Microemulsions or submicron emulsions; Preconcentrates or solids thereof; Micelles, e.g. made of phospholipids or block copolymers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/062Photodynamic therapy, i.e. excitation of an agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents

Abstract

화합물, 이를 포함하는 조성물, 상기 조성물을 포함하는 광감각제 및 종양 진단 또는 치료용 조성물, 및 상기 종양 진단 또는 치료용 조성물을 이용한 광역학 치료방법이 개시된다. 상기 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
<화학식 1>
상기 화학식 1에서, R1a, R1b, R2, 및 R3는 각각 명세서에 개시된 바와 같다.
Disclosed are a compound, a composition containing the compound, a photosensitizer containing the composition, a composition for diagnosing or treating tumors, and a photodynamic treatment method using the composition for diagnosing or treating tumors. The compound may be represented by Formula 1 below:
<Formula 1>
In Formula 1, R 1a , R 1b , R 2 , and R 3 are each as disclosed in the specification.

Description

화합물, 이를 포함하는 조성물, 상기 조성물을 포함하는 광감각제 및 종양 진단 또는 치료용 조성물, 및 상기 종양 진단 또는 치료용 조성물을 이용한 광역학 치료방법{Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors}A compound, a composition including the same, a photosensitizer and a composition for diagnosing or treating tumors including the composition, and a photodynamic treatment method using the composition for diagnosing or treating tumors {Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors}

화합물, 이를 포함하는 조성물, 상기 조성물을 포함하는 광감각제 및 종양 진단 또는 치료용 조성물, 및 상기 종양 진단 또는 치료용 조성물을 이용한 광역학 치료방법에 관한 것이다.It relates to a compound, a composition containing the same, a photosensitizer and a composition for diagnosing or treating tumors including the composition, and a photodynamic treatment method using the composition for diagnosing or treating tumors.

광역학치료(Photodynamic therapy, PDT)는 다양한 유형의 암 및 기타 질병의 치료를 위해 여러 국가에서 승인된 의료기술이다. 광역학치료(PDT)를 위해 광감각제(photosensitizer, PS), 빛 및 산소가 필요하다. 즉, 광조사 하에 PS가 활성화되고, 여기된 광감각제는 산소분자와 상호작용하여 세포독성의 반응성 산소종(reactive oxygen species, ROS)을 생성하며, 생체분자를 산화시켜 암세포를 사멸시킬 수 있다. Photodynamic therapy (PDT) is a medical technology approved in many countries for the treatment of various types of cancer and other diseases. For photodynamic therapy (PDT), a photosensitizer (PS), light, and oxygen are required. That is, PS is activated under light irradiation, and the excited photosensitizer interacts with oxygen molecules to generate cytotoxic reactive oxygen species (ROS), and oxidizes biomolecules to kill cancer cells. .

광감각제(PS) 중 보론 디피로메텐(BODIPY) PS는 우수한 안정성 및 물리 및 화학적 특성을 가지고 있어 개발되고 있으나 BODIPY에 중원자를 도입한 PS는 독성, 삼중항 여기 수명 단축, 비용 등에 대한 우려가 있어 중원자를 도입하지 않은 PS 개발이 필요하다.Among photosensitizers (PS), boron dipyrromethene (BODIPY) PS has excellent stability and physical and chemical properties and is being developed. However, PS with heavy atoms introduced into BODIPY has concerns about toxicity, shortened triplet excitation lifetime, and cost. Therefore, it is necessary to develop PS without introducing heavy atoms.

이러한 관점에서, 신규한 구조의 화합물, 이를 포함하는 조성물, 상기 조성물을 포함하는 광감각제 및 종양 진단 또는 치료용 조성물, 및 상기 종양 진단 또는 치료용 조성물을 이용한 광역학 치료방법에 대한 요구가 있다.From this point of view, there is a need for a compound having a novel structure, a composition containing the compound, a photosensitizer containing the composition, a composition for diagnosing or treating tumors, and a photodynamic treatment method using the composition for diagnosing or treating tumors. .

일 측면은 중원자를 도입하지 않은 신규한 화합물을 제공하는 것이다.One aspect is to provide a novel compound that does not introduce heavy atoms.

다른 측면은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 조성물을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a composition comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

또다른 측면은 상기 조성물을 포함하는 광감각제를 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a photosensitizer comprising the composition.

또다른 측면은 상기 조성물을 포함하는 종양 진단 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a composition for diagnosing or treating tumors comprising the composition.

또다른 측면은 상기 종양 진단 또는 치료용 조성물을 이용한 광역학 치료방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a photodynamic treatment method using the composition for diagnosing or treating tumors.

일 측면에 따라,According to one aspect,

하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 제공된다:A compound represented by Formula 1 is provided:

<화학식 1> <Formula 1>

Figure 112021055582710-pat00001
Figure 112021055582710-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기 또는 이들의 조합일 수 있고;R 1a and R 1b may be each independently a deuterium (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, or a combination thereof;

R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, -N(Q1)(Q2), -N+(Q1)(Q2)(Q3), 또는 이들의 조합일 수 있고; R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkoxy group, -N(Q 1 )(Q 2 ), -N + (Q 1 )(Q 2 )(Q 3 ), or combinations thereof;

Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 또는 이들의 조합;일 수 있다.Q 1 to Q 3 may be each independently hydrogen, heavy hydrogen (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, or a combination thereof.

다른 측면에 따라,According to other aspects,

전술한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염; 및 용매, 산, 염기, 및 버퍼 용액; 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 조성물이 제공된다.the aforementioned compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; and solvent, acid, base, and buffer solutions; A composition comprising at least one selected from is provided.

또 다른 측면에 따라,According to another aspect,

전술한 조성물을 포함하는, 광감각제가 제공된다.A photosensitizer comprising the aforementioned composition is provided.

또 다른 측면에 따라,According to another aspect,

전술한 조성물을 포함하는, 종양 진단 또는 치료용 조성물이 제공된다.A composition for diagnosing or treating tumors, including the aforementioned composition, is provided.

또다른 측면에 따라,According to another aspect,

전술한 종양 진단 또는 치료용 조성물을 인간 제외 포유류의 대상체와 접촉시키는 단계;contacting the above-described composition for diagnosing or treating tumor with a subject of a non-human mammal;

상기 종양 진단 또는 치료용 조성물이 목표 세포 내에 분포되기 위한 시간을 허용하는 단계; 및allowing time for the composition for diagnosing or treating tumors to be distributed in target cells; and

상기 대상체의 목표 세포 부위에 광을 조사하는 단계;를 포함하는, 광역학 치료방법이 제공된다. There is provided a photodynamic therapy method comprising the step of irradiating light to a target cell region of the object.

일 측면에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 중원자를 도입하지 않은 신규한 화합물이 제공될 수 있다. 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 조성물 및 상기 조성물을 포함하는 광감각제는 광조사에 의해 활성산소를 생성하여 형광 이미징 및 광역학 치료에 사용될 수 있다. 상기 조성물은 종양 진단 또는 치료에 사용될 수 있다. 상기 화합물을 포함한 조성물을 이용하여 광역학 치료방법이 제공될 수 있다.A novel compound in which heavy atoms are not introduced into the compound represented by Formula 1 according to one aspect may be provided. A composition containing the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof and a photosensitizer containing the composition generate active oxygen by light irradiation and can be used for fluorescence imaging and photodynamic therapy. The composition can be used for diagnosing or treating a tumor. A photodynamic therapy method may be provided using a composition including the compound.

도 1a는 일 구현예에 따른 화합물의 화학 구조 및 합성 경로이다.
도 1b는 일 구현예에 따른 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 마이셀 나노 입자 조성물 합성 과정의 모식도 이다.
도 1c는 일 구현예에 따른 조성물(실시예 1) 및 비교예 1의 DLS 측정 결과 및 실시예 1의 TEM 이미지 이다.
도 1d는 실시예 1 및 비교예 1의 자외선 가시광 흡수(UV-vis absorption) 스펙트럼 및 PL 스펙트럼 측정 결과이다.
도 1e는 실시예 1 및 비교예 1의 ROS 생성능 측정 결과이다.
도 1f는 2 광자 여기 파장에 따른 실시예 1의 형광 강도 측정 결과이다.
도 1g는 2 광자 여기 파장의 조사 시간에 따른 실시예 1의 형광 강도 측정 결과이다.
도 2a는 암 세포 및 정상 세포에서 각각 실시예 1의 처리 전/후의 형광 현미경 이미지이다.
도 2b는 ROS 프로브(DCFH-DA) 및 사멸 세포 마커(PI)에서 각각 실시예 1의 처리 전/후의 형광 현미경 이미지이다.
도 2c는 여러 농도로 실시예 1을 처리한 HeLa 세포의 생존율을 분석한 결과이다.
도 3은 DCFH-DA 및/또는 실시예 1을 처리한 HeLa 세포의 ROS 생성능 측정 결과이다.
도 4a는 실시예 1 및 Hoechst 33342를 처리한 HeLa 세포의 오버레이 이미지 및 밝은 부분(brightfield) 이미지이다.
도 4b는 실시예 1로 처리 후 각각 다른 레이저 출력에서 조사한 세포의 생존능 측정 결과이다.
도 4c는 실시예 1 및 레이저 출력 간 상관 관계 이다.
도 4d는 780nm에서 광 여기 조사 이후 세포 생존능을 측정한 결과이다.
도 5a는 DHR123(dihydrorhodamine123)을 처리한 HeLa 스페로이드의 ROS 생성 3D 이미지이다.
도 5b는 실시예 1을 처리한 HeLa 스페로이드의 ROS 생성 3D 이미지이다.
도 5c는 DHR123을 처리한 HeLa 스페로이드의 형광 이미지이다.
도 5d는 실시예 1을 처리한 HeLa 스페로이드의 형광 이미지이다.
1a is a chemical structure and synthesis route of a compound according to one embodiment.
Figure 1b is a schematic diagram of a process for synthesizing a micellar nanoparticle composition comprising a compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof according to one embodiment.
1c is a DLS measurement result and a TEM image of Example 1 of a composition (Example 1) and Comparative Example 1 according to one embodiment.
1d is a result of measuring UV-vis absorption spectrum and PL spectrum of Example 1 and Comparative Example 1.
1e is a result of measuring ROS generating ability of Example 1 and Comparative Example 1.
1f is a fluorescence intensity measurement result of Example 1 according to a two-photon excitation wavelength.
1g is a fluorescence intensity measurement result of Example 1 according to the irradiation time of the two-photon excitation wavelength.
Figure 2a is a fluorescence microscope image before and after treatment of Example 1 in cancer cells and normal cells, respectively.
Figure 2b is a fluorescence microscopy image before/after treatment of Example 1 in the ROS probe (DCFH-DA) and the apoptotic cell marker (PI), respectively.
Figure 2c is the result of analyzing the viability of HeLa cells treated with Example 1 at various concentrations.
3 is a result of measuring the ROS generating ability of HeLa cells treated with DCFH-DA and/or Example 1.
Figure 4a is an overlay image and a brightfield image of HeLa cells treated with Example 1 and Hoechst 33342.
Figure 4b is a result of measuring the viability of cells irradiated at different laser powers after treatment with Example 1.
4C is a correlation between Example 1 and laser output.
Figure 4d is a result of measuring cell viability after light excitation irradiation at 780 nm.
Figure 5a is a 3D image of ROS generation of HeLa spheroids treated with DHR123 (dihydrorhodamine123).
Figure 5b is a 3D image of ROS generation of HeLa spheroids treated with Example 1.
5c is a fluorescence image of HeLa spheroids treated with DHR123.
5d is a fluorescence image of HeLa spheroids treated with Example 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 구현예에 따른 화합물, 이를 포함하는 조성물, 상기 조성물을 포함하는 광감각제 및 종양 진단 또는 치료용 조성물, 및 상기 종양 진단 또는 치료용 조성물을 이용한 광역학 치료방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이하는, 예시로서 제시되는 것으로서 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 특허청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a compound according to one embodiment of the present invention, a composition containing the same, a photosensitizer and a composition for diagnosing or treating tumors including the composition, and a light using the composition for diagnosing or treating tumors The dynamic treatment method will be described in detail. The following is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 명세서에서 "포함"이라는 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 추가 또는/및 개재할 수 있음을 나타내도록 사용된다.In this specification, the term "include" is used to indicate that other components may be added or/or intervened, not excluded, unless otherwise stated.

본 명세서에서 "이들의 조합"이라는 용어는 기재된 구성요소들 하나 이상과의 혼합 또는 조합되는 것을 의미한다.The term "combination thereof" as used herein means a mixture or combination with one or more of the recited components.

본 명세서에서 "약학적으로 허용가능한 염"은 환자에게 비교적 비독성이고 무해한 유효작용을 갖는 농도로서 이 염에 기인한 부작용이 이로운 효능을 떨어뜨리지 않는 화학식 1 등으로 표시되는 화합물의 어떠한 유기 또는 무기 부가염을 의미한다. 이들 염은 유리산으로는 무기산과 유기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 브롬산, 질산, 황산, 과염소산, 인산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 구연산, 초산, 젖산, 말레산, 푸마린산, 글루콘산, 메탄설폰산, 글리콘산, 숙신산, 타타르산, 갈룩투론산, 엠본산, 글루탐산, 아스파르트산, 옥살산, (D) 또는 (L) 말산, 말레산, 메테인설폰산, 에테인설폰산, 4-톨루엔술폰산, 살리실산, 시트르산, 벤조산 또는 말론산 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 염은 알칼리 금속염(나트륨염, 칼륨염 등) 및 알칼리 토금속염(칼슘염, 마그네슘염 등) 등을 포함한다. 예를 들어, 산부가염으로는 아세테이트, 아스파테이트, 벤즈에이트, 베실레이트, 바이카보네이트/카보네이트, 바이설페이트/설페이트, 보레이트, 캄실레이트, 시트레이트, 에디실레이트, 에실레이트, 포메이트, 퓨마레이트, 글루셉테이트, 글루코네이트, 글루큐로네이트, 헥사플루오로포스페이트, 바이벤제이트, 하이드로클로라이드/클로라이드, 하이드로브로마이드/브로마이드, 하이드로요오디드/요오디드, 이세티오네이트, 락테이트, 말레이트, 말리에이트, 말로네이트, 메실레이트, 메틸설페이트, 나프틸레이트, 2-나프실레이트, 니코티네이트, 나이트레이트, 오로테이트, 옥살레이트, 팔미테이트, 파모에이트, 포스페이트/수소 포스페이트/이수소 포스페이트, 사카레이트, 스테아레이트, 석시네이트, 타르트레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트, 알루미늄, 알기닌, 벤자틴, 칼슘, 콜린, 디에틸아민, 디올아민, 글라이신, 라이신, 마그네슘, 메글루민, 올아민, 칼륨, 나트륨, 트로메타민, 아연염 등이 포함될 수 있으며, 이들 중 하이드로클로라이드 또는 트리플루오로아세테이트일 수 있다. In the present specification, "pharmaceutically acceptable salt" is a concentration that has a relatively non-toxic and harmless effect on patients, and any organic or inorganic compound represented by Formula 1 or the like at which the side effects caused by the salt do not reduce the beneficial effect. means appendicitis. For these salts, inorganic and organic acids can be used as free acids, hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, sulfuric acid, perchloric acid, and phosphoric acid can be used as inorganic acids, and citric acid, acetic acid, lactic acid, maleic acid, and fumarin as organic acids. Acids, gluconic acid, methanesulfonic acid, glycolic acid, succinic acid, tartaric acid, galacturonic acid, embonic acid, glutamic acid, aspartic acid, oxalic acid, (D) or (L) malic acid, maleic acid, methanesulfonic acid, ethanesul For example, phonic acid, 4-toluenesulfonic acid, salicylic acid, citric acid, benzoic acid or malonic acid may be used. In addition, these salts include alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, etc.) and alkaline earth metal salts (calcium salt, magnesium salt, etc.) and the like. For example, acid addition salts include acetate, aspartate, benzate, besylate, bicarbonate/carbonate, bisulfate/sulfate, borate, camsylate, citrate, edisylate, esylate, formate, fumarate, Gluceptate, gluconate, glucuronate, hexafluorophosphate, bibenzate, hydrochloride/chloride, hydrobromide/bromide, hydroiodide/iodide, isethionate, lactate, malate, malic Eight, malonate, mesylate, methyl sulfate, naphthylate, 2-naphsylate, nicotinate, nitrate, orotate, oxalate, palmitate, pamoate, phosphate/hydrogen phosphate/dihydrogen phosphate, saccharide Lates, stearates, succinates, tartrates, tosylates, trifluoroacetates, aluminum, arginine, benzathine, calcium, choline, diethylamine, diolamine, glycine, lysine, magnesium, meglumine, olamine, Potassium, sodium, tromethamine, zinc salts and the like may be included, among which hydrochloride or trifluoroacetate may be used.

본 명세서에서 "나노 입자"라는 용어는 1에서 100 나노미터(nm)의 크기를 가지면서 마이크로 사이즈 구조에서는 보기 힘든 현상들이 관찰되는 구조 물질을 의미한다. In this specification, the term "nanoparticle" refers to a structural material having a size of 1 to 100 nanometers (nm) and exhibiting phenomena that are difficult to see in micro-sized structures.

일 구현예에 따른 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:A compound according to one embodiment may be represented by Formula 1 below:

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112021055582710-pat00002
Figure 112021055582710-pat00002

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기 또는 이들의 조합일 수 있다.R 1a and R 1b may be each independently a deuterium (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, or a combination thereof.

R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, -N(Q1)(Q2), -N+(Q1)(Q2)(Q3), 또는 이들의 조합일 수 있고; R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkoxy group, -N(Q 1 )(Q 2 ), -N + (Q 1 )(Q 2 )(Q 3 ), or combinations thereof;

Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 또는 이들의 조합;일 수 있다.Q 1 to Q 3 may be each independently hydrogen, heavy hydrogen (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, or a combination thereof.

예를 들어, 상기 R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기 또는 이들의 조합일 수 있다.For example, R 1a and R 1b may each independently be deuterium (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkyl group, or a combination thereof.

예를 들어, 상기 R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C5 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C5 알콕시기, -N(Q1)(Q2), -N+(Q1)(Q2)(Q3), 또는 이들의 조합이고; For example, R 2 and R 3 are each independently hydrogen, heavy hydrogen (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkenyl group, an unsubstituted C 1 -C 5 alkoxy group, -N(Q 1 )(Q 2 ), -N + (Q 1 )(Q 2 )(Q 3 ), or a combination thereof;

Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기, 또는 이들의 조합;일 수 있다.Q 1 to Q 3 may be each independently hydrogen, heavy hydrogen (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkyl group, or a combination thereof.

예를 들어, 상기 R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬기, 또는 하기 화학식 3-1 내지 3-3로 표시되는 그룹일 수 있다:For example, R 2 and R 3 are each independently hydrogen, heavy hydrogen (-D), a substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkyl group, or a group represented by Formulas 3-1 to 3-3 below. can:

Figure 112021055582710-pat00003
Figure 112021055582710-pat00003

상기 화학식 3-1 내지 3-3 중,In Chemical Formulas 3-1 to 3-3,

Me는 메틸기이고,Me is a methyl group,

*은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.* is a binding site with a neighboring atom.

예를 들어, 상기 R2 및 R3은 서로 동일할 수 있다.For example, R 2 and R 3 may be identical to each other.

예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 1 내지 5 중 하나일 수 있다:For example, the compound represented by Formula 1 may be one of the following compounds 1 to 5:

Figure 112021055582710-pat00004
Figure 112021055582710-pat00004

Figure 112021055582710-pat00005
Figure 112021055582710-pat00005

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 R1a 및 R1b를 포함하므로, 회전하는 비방사선 붕괴 통로를 막아 원적외선 영역에서 상기 화합물의 방출능 및 ROS 생성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 중 페녹사진기는 입체적 부피로 인해 △EST를 조절하여 효율적인 ISC 프로세스를 구현할 수 있다. Since the compound represented by Formula 1 includes R 1a and R 1b , it is possible to improve the emission ability and ROS generating ability of the compound in the far-infrared region by blocking the rotating non-radiative decay passage. In addition, the phenoxazine group in the compound represented by Chemical Formula 1 can realize an efficient ISC process by controlling ΔEST due to its steric volume.

상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염이 양친매성 고분자와 접합하여 형성된 마이셀 나노 입자인 조성물은, 광 안정성 및 생체 적합성이 우수하다. 또한, 독성이 낮은 녹색광(1 광자) 하에서도 세포 내 ROS를 생성하여 암세포를 효과적으로 제거할 수 있고, 2 광자 하에서도 수용액 및 살아있는 세포 모두에서 ROS를 생성할 수 있다.A composition comprising micellar nanoparticles formed by conjugating the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof with an amphiphilic polymer has excellent light stability and biocompatibility. In addition, cancer cells can be effectively removed by generating intracellular ROS even under low-toxic green light (1 photon), and ROS can be generated in both aqueous solutions and living cells even under 2 photons.

따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 방출능이 우수하고 ROS 생성능이 향상된 광감각제, 종양 진단 또는 치료용 조성물로 사용될 수 있다. Therefore, the compound represented by Chemical Formula 1 can be used as a photosensitizer having excellent emission and improved ROS generating ability, and as a composition for diagnosing or treating tumors.

다른 일 구현예에 따른 조성물은, 전술한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염; 및 A composition according to another embodiment, the above compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; and

용매, 산, 염기, 및 버퍼 용액 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 조성물일 수 있다.It may be a composition containing at least one selected from a solvent, an acid, a base, and a buffer solution.

전술한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을; 및 물, 버퍼용액, 또는 유기용매;를 포함하는 조성물을 포함할 수 있다.the aforementioned compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And water, a buffer solution, or an organic solvent; may include a composition containing.

예를 들어, 상기 조성물은, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염의 가장 낮은 단일항 여기상태와 가장 낮은 삼중항 상태 사이의 에너지 갭(ΔES1T1)이 1.00 eV 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 에너지 갭(ΔES1T1)은 0.00 eV 초과 및 0.50 eV 이하일 수 있다. For example, the composition may have an energy gap (ΔE S1T1 ) between the lowest singlet excited state and the lowest triplet state of the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof of less than 1.00 eV. For example, the energy gap ΔE S1T1 may be greater than 0.00 eV and less than 0.50 eV.

예를 들어, 상기 조성물은, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염이 수용액 또는 유기용액에서 단일항 산소(singlet oxygen)를 발생할 수 있다.For example, in the composition, the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof can generate singlet oxygen in an aqueous or organic solution.

예를 들어, 상기 조성물은, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염이 원적외선 또는 근적외선 파장 영역에서 분자 내 전하 이동에 의해 발광할 수 있다.For example, in the composition, the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof may emit light by intramolecular charge transfer in a far-infrared or near-infrared wavelength region.

예를 들어, 상기 조성물은, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염이 양친매성 고분자와 접합하여 형성된 마이셀 나노 입자일 수 있다.For example, the composition may be micelle nanoparticles formed by conjugating the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof with an amphiphilic polymer.

예를 들어, 상기 마이셀 나노입자의 평균 크기는 60nm 이상 및 150nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 마이셀 나노입자의 평균 크기는 60nm 이상 및 140nm 이하, 60nm 이상 및 130nm 이하, 60nm 이상 및 120nm 이하, 60nm 이상 및 110nm 이하, 60nm 이상 및 100nm 이하, 60nm 이상 및 90nm 이하 70nm 이상 및 140nm 이하, 70nm 이상 및 130nm 이하, 70nm 이상 및 120nm 이하, 70nm 이상 및 110nm 이하, 70nm 이상 및 100nm 이하, 80nm 이상 및 140nm 이하, 80nm 이상 및 130nm 이하, 80nm 이상 및 120nm 이하, 80nm 이상 및 110nm 이하, 또는 80nm 이상 및 100nm 이하일 수 있다.For example, the average size of the micellar nanoparticles may be 60 nm or more and 150 nm or less. For example, the average size of the micellar nanoparticles is 60 nm or more and 140 nm or less, 60 nm or more and 130 nm or less, 60 nm or more and 120 nm or less, 60 nm or more and 110 nm or less, 60 nm or more and 100 nm or less, 60 nm or more and 90 nm or less 70 nm or more and 140 nm or less, 70 nm or more and 130 nm or less, 70 nm or more and 120 nm or less, 70 nm or more and 110 nm or less, 70 nm or more and 100 nm or less, 80 nm or more and 140 nm or less, 80 nm or more and 130 nm or less, 80 nm or more and 120 nm or less, 80 nm or more and 110 nm or less , or 80 nm or more and 100 nm or less.

또 다른 일 구현예에 따른 광감각제는, 전술한 조성물을 포함할 수 있다. A photosensitizer according to another embodiment may include the above-described composition.

또 다른 일 구현예에 따른 종양 진단 또는 치료용 조성물은, 전술한 조성물을 포함할 수 있다.A composition for diagnosing or treating tumors according to another embodiment may include the above-described composition.

예를 들어, 상기 종양 진단 또는 치료용 조성물 중 상기 종양은 유방암, 신장암, 고환암, 전립선암, 난소암, 자국암, 자궁 경부암, 질암, 난관암, 직장암, 폐암, 위암, 간암, 식도암, 소장암, 췌장암, 구강암, 흑색종, 또는 육종을 포함할 수 있다.For example, in the composition for diagnosing or treating tumors, the tumor is breast cancer, kidney cancer, testicular cancer, prostate cancer, ovarian cancer, breast cancer, cervical cancer, vaginal cancer, fallopian tube cancer, rectal cancer, lung cancer, stomach cancer, liver cancer, esophageal cancer, small intestine cancer, pancreatic cancer, oral cancer, melanoma, or sarcoma.

또 다른 일 구현예에 따른 광역학 치료 방법은, 전술한 종양 진단 또는 치료용 조성물을 인간 제외 포유류의 대상체와 접촉시키는 단계;A photodynamic therapy method according to another embodiment includes contacting the above-described composition for diagnosing or treating tumor with a non-human mammalian subject;

상기 종양 진단 또는 치료용 조성물이 목표 세포 내에 분포되기 위한 시간을 허용하는 단계; 및allowing time for the composition for diagnosing or treating tumors to be distributed in target cells; and

상기 대상체의 목표 세포 부위에 광을 조사하는 단계;를 포함할 수 있다.It may include irradiating light to a target cell region of the object.

상기 광역학 치료방법은 시공간 선택성, 비침습성, 및 부작용의 감소와 같은 잇점을 나타낼 수 있다.The photodynamic therapy method may exhibit advantages such as spatiotemporal selectivity, non-invasiveness, and reduced side effects.

본 명세서에서, 치환기는 치환되지 않는 모그룹(mother group)에서 하나 이상의 수소가 다른 원자나 작용기를 교환됨에 의하여 유도된다. 다르게 기재하지 않으면, 어떠한 작용기가 "치환된"것으로 여겨질 때, 그것은 상기 작용기가 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 2 내지 40의 알케닐기, 탄소수 2 내지 40의 알키닐기, 탄소수 3 내지 40의 시클로알킬기, 탄소수 3 내지 40의 시클로알케닐기, 탄소수 7 내지 40의 아릴기에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환됨을 의미한다. 작용기가 "선택적으로 치환된다"고 기재되는 경우에, 상기 작용기가 상술한 치환기로 치환될 수 있다는 것을 의미한다.In this specification, substituents are derived by exchanging one or more hydrogen atoms or functional groups in an unsubstituted parent group. Unless otherwise stated, when a functional group is considered "substituted", it means that the functional group is an alkyl group of 1 to 40 carbon atoms, an alkenyl group of 2 to 40 carbon atoms, an alkynyl group of 2 to 40 carbon atoms, a cycloalkyl group of 3 to 40 carbon atoms It means that it is substituted with one or more substituents selected from an alkyl group, a cycloalkenyl group having 3 to 40 carbon atoms, and an aryl group having 7 to 40 carbon atoms. When a functional group is described as "optionally substituted", it is meant that the functional group may be substituted with the substituents described above.

본 명세서에서, "탄소수 a 내지 b"의 a 및 b는 특정 작용기(group)의 탄소수를 의미한다. 즉, 상기 작용기는 a 부터 b까지의 탄소원자를 포함할 수 있다. 예를 들어, "탄소수 1 내지 4의 알킬렌기"는 1 내지 4의 탄소를 가지는 알킬렌기, 즉, -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -(CH3)2C-, -CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH(CH3)- and -(CH3)2C-를 의미한다.In the present specification, a and b of "carbon number a to b" mean the carbon number of a specific functional group. That is, the functional group may include carbon atoms from a to b. For example, "an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms" refers to an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, that is, -CH 2 -, -CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 CH 2 -, -(CH 3 ) 2 C-, -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 CH(CH 3 )- and -(CH 3 ) 2 C-.

본 명세서에서, "알킬"이라는 용어는 분지된 또는 분지되지 않은 지방족 탄화수소를 의미한다. 일 구현예에서 알킬기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함하나 반드시 이들로 한정되지 않으며, 이들 각각은 선택적으로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 일 구현예에서 알킬기는 1 내지 6의 탄소원자를 가질 수 있다. 예를 들어, 탄소수 1 내지 6의 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소-부틸, sec-부틸, 펜틸, 3-펜틸, 헥실 등일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않는다.As used herein, the term “alkyl” refers to branched or unbranched aliphatic hydrocarbons. In one embodiment, an alkyl group can be substituted or unsubstituted. The alkyl group includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, etc. It is not necessarily limited to these, and each of these may optionally be substituted or unsubstituted. In one embodiment, the alkyl group may have 1 to 6 carbon atoms. For example, the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, iso-butyl, sec-butyl, pentyl, 3-pentyl, hexyl, etc., but is not necessarily limited thereto.

본 명세서에서, "알케닐"이라는 용어는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 의미한다. 알케닐기의 비제한적인 예로는 비닐, 알릴, 부테닐, 이소프로페닐, 또는 이소부테닐 등을 들 수 있다.As used herein, the term "alkenyl" refers to a branched or unbranched hydrocarbon having at least one carbon-carbon double bond. Non-limiting examples of alkenyl groups include vinyl, allyl, butenyl, isopropenyl, or isobutenyl.

본 명세서에서, "알키닐"이라는 용어는 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 말한다. 알키닐기의 비제한적인 예로는 에티닐, 부티닐, 이소부티닐, 이소프로피닐 등을 들 수 있다.As used herein, the term "alkynyl" refers to a branched or unbranched hydrocarbon having at least one carbon-carbon triple bond. Non-limiting examples of alkynyl groups include ethynyl, butynyl, isobutynyl, isopropynyl, and the like.

본 명세서에서, "시클로알킬"이라는 용어는 1가 포화 탄화수소 모노시클릭을 의미한다. 시클로알킬기의 비제한적인 예로는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 들 수 있다. As used herein, the term "cycloalkyl" refers to a monovalent saturated hydrocarbon monocyclic. Non-limiting examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and the like.

본 명세서에서, "헤테로시클로알킬"이라는 용어는 N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 1가 모노시클릭을 의미한다. 헤테로시클로알킬기의 비제한적인 예로는 1,2,3,4-옥사트리아졸리디닐기(1,2,3,4-oxatriazolidinyl), 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 들 수 있다.In this specification, the term "heterocycloalkyl" means a monovalent monocyclic containing at least one heteroatom selected from N, O, Si, P and S as a ring-forming atom. Non-limiting examples of the heterocycloalkyl group include a 1,2,3,4-oxatriazolidinyl group (1,2,3,4-oxatriazolidinyl), a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydrothiophenyl group, and the like. there is.

본 명세서에서, "시클로알케닐"이라는 용어는 1가 모노시클릭으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 가지거나, 방향족성(aromaticity)을 갖지 않는 것을 의미한다. 시클로알케닐기의 비제한적인 예로는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 들 수 있다.As used herein, the term "cycloalkenyl" means monovalent monocyclic, having at least one double bond in the ring, or having no aromaticity. Non-limiting examples of the cycloalkenyl group include a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a cycloheptenyl group, and the like.

본 명세서에서, "헤테로시클로알케닐"이라는 용어는 N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 1가 모노시클릭으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중결합을 갖는 것을 의미한다. 헤테로시클로알케닐기의 비제한적인 예로는, 4,5-디히드로-1,2,3,4-옥사트리아졸일기, 2,3-디히드로퓨라닐기, 2,3-디히드로티오페닐기 등을 들 수 있다.As used herein, the term "heterocycloalkenyl" refers to a monovalent monocyclic containing at least one heteroatom selected from N, O, Si, P and S as a ring-forming atom, wherein at least one double bond is present in the ring. means to have Non-limiting examples of the heterocycloalkenyl group include a 4,5-dihydro-1,2,3,4-oxatriazolyl group, a 2,3-dihydrofuranyl group, a 2,3-dihydrothiophenyl group, and the like. can be heard

본 명세서에서, "아릴"라는 용어는 고리 골격이 오직 탄소만을 포함하는 방향족 고리, 고리 시스템(즉, 2개의 인접하는 탄소 원자들을 공유하는 2 이상의 융합된(fused) 고리), 또는 복수의 방향족 고리가 단일결합, -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O)2-, -Si(Ra)(Rb)-(Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기), 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 또는 -C(=O)-NH-에 의하여 서로 연결된 고리를 의미한다. 아릴기가 고리 시스템이면, 상기 시스템에서 각각의 고리는 방향족이다. 예를 들어, 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페날트레닐기(phenanthrenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl) 등을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 상기 아릴기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.As used herein, the term "aryl" refers to an aromatic ring whose ring backbone contains only carbon, a ring system (ie, two or more fused rings sharing two adjacent carbon atoms), or a plurality of aromatic rings. is a single bond, -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O) 2 -, -Si(R a )(R b )-(R a and R b are independently of each other an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms), a halogen-substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a ring connected to each other by -C(=O)-NH-. When the aryl group is a ring system, each ring in the system is aromatic. For example, the aryl group includes, but is not limited to, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a phenanthrenyl group, a naphthacenyl group, and the like. The aryl group may be substituted or unsubstituted.

본 명세서에서, "헤테로아릴"이라는 용어는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 탄소인 모노시클릭(monocyclic) 또는 바이시클릭(bicyclic) 유기 화합물을 의미한다. 상기 헤테로아릴기는 예를 들어 1-5개의 헤테로원자를 포함할 수 있고, 5-10 고리 멤버(ring member)를 포함할 수 있다. 상기 S 또는 N은 산화되어 여러가지 산화 상태를 가질 수 있다. As used herein, the term "heteroaryl" refers to a monocyclic or bicyclic organic compound containing one or more heteroatoms selected from N, O, P, or S, and the remaining ring atoms being carbon. do. The heteroaryl group may include, for example, 1-5 heteroatoms and 5-10 ring members. The S or N may be oxidized and have various oxidation states.

"헤테로아릴"의 비제한적인 예로는, 티에닐, 푸릴, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 1,2,3-옥사디아졸릴, 1,2,4-옥사디아졸릴, 1,2,5-옥사디아졸릴, 1,3,4-옥사디아졸릴기, 1,2,3-티아디아졸릴, 1,2,4-티아디아졸릴, 1,2,5-티아디아졸릴, 1,3,4-티아디아졸릴, 이소티아졸-3-일, 이소티아졸-4-일, 이소티아졸-5-일, 옥사졸-2-일, 옥사졸-4-일, 옥사졸-5-일, 이소옥사졸-3-일, 이소옥사졸-4-일, 이소옥사졸-5-일, 1,2,4-트리아졸-3-일, 1,2,4-트리아졸-5-일, 1,2,3-트리아졸-4-일, 1,2,3-트리아졸-5-일, 테트라졸릴, 피리드-2-일, 피리드-3-일, 2-피라진-2일, 피라진-4-일, 피라진-5-일, 2- 피리미딘-2-일, 4- 피리미딘-2-일, 또는 5-피리미딘-2-일 등을 들 수 있다.Non-limiting examples of “heteroaryl” include thienyl, furyl, pyrrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, 1,2,3-oxadiazolyl, 1,2,4-oxa Diazolyl, 1,2,5-oxadiazolyl, 1,3,4-oxadiazolyl group, 1,2,3-thiadiazolyl, 1,2,4-thiadiazolyl, 1,2,5- Thiiadiazolyl, 1,3,4-thiadiazolyl, isothiazol-3-yl, isothiazol-4-yl, isothiazol-5-yl, oxazol-2-yl, oxazol-4- 1, oxazol-5-yl, isoxazol-3-yl, isoxazol-4-yl, isoxazol-5-yl, 1,2,4-triazol-3-yl, 1,2, 4-triazol-5-yl, 1,2,3-triazol-4-yl, 1,2,3-triazol-5-yl, tetrazolyl, pyrid-2-yl, pyrid-3- 1, 2-pyrazin-2-yl, pyrazin-4-yl, pyrazin-5-yl, 2-pyrimidin-2-yl, 4-pyrimidin-2-yl, or 5-pyrimidin-2-yl, etc. can be heard

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Examples and comparative examples of the present invention are described below. However, the following examples are merely examples of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예] [Example]

모든 실험은 불활성 질소 분위기 하에 수행하였다. 무수-등급 용매(Aldrich), 분광강도-등급 용매 및 모든 상용되는 시약은 받은 그대로 사용하였다. Cambridge Isotope Laboratories의 중수소화 용매를 사용하였다. NMR 스펙트럼은 주변 온도에서 Bruker AM 300 (300.13 MHz for 1H, 75.48 MHz for 13C) 분광계로 기록하였다. 화학적 이동(ppm)은 외부의 Me4Si (1H, 13C)를 기준으로 하였다. 질량 측정은 Synapt G2-HDMS 질량 분석기로 기록하였다.All experiments were performed under an inert nitrogen atmosphere. Anhydrous-grade solvents (Aldrich), spectral-grade solvents and all commercially available reagents were used as received. A deuterated solvent from Cambridge Isotope Laboratories was used. NMR spectra were recorded on a Bruker AM 300 (300.13 MHz for 1 H, 75.48 MHz for 13 C) spectrometer at ambient temperature. Chemical shifts (ppm) were relative to external Me 4 Si ( 1 H, 13 C). Mass measurements were recorded on a Synapt G2-HDMS mass spectrometer.

하기 합성예 1에 의해 제조된 화합물에 대한 반응스킴 1은 다음과 같다:Reaction Scheme 1 for the compound prepared by Synthesis Example 1 is as follows:

<반응스킴 1> <Reaction Scheme 1>

Figure 112021055582710-pat00006
Figure 112021055582710-pat00006

합성예 1: BDP-6(화합물 1)의 합성Synthesis Example 1: Synthesis of BDP-6 (Compound 1)

1) 중간체 1(PXZ-CHO)의 합성 1) Synthesis of Intermediate 1 (PXZ-CHO)

페녹사진 (0.5g, 2.73mmol), 4-브로모-2,6-디메틸 벤즈알데히드 (0.64g, 3.00mmol), Pd(OAc)2 (0.03g, 0.14mmol), t-Bu3PHBF4 (0.12g, 0.41mmol) 및 K2CO3 (1.12g, 8.10mmol)를 톨루엔 (15ml)에 용해한 용액을 얻었다. 상기 용액을 N2로 퍼징하고 110 ℃에서 24 시간 동안 교반하여 반응물을 얻었다. 상기 반응물을 DCM (20 ml x 3)으로 추출하였다. 상기 추출물을 무수 Na2SO4로 건조시키고 용매를 감압 하에 증발시켜 잔류물을 얻었다. 상기 잔류물을 용리액으로 디클로로메탄 / 헥산 (1 : 1, v / v)을 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 중간체 1을 얻었다(0.82g, 95.27 %). Fenoxazine (0.5g, 2.73mmol), 4-bromo-2,6-dimethylbenzaldehyde (0.64g, 3.00mmol), Pd(OAc) 2 (0.03g, 0.14mmol), t-Bu 3 PHBF 4 (0.12 g, 0.41mmol) and K 2 CO 3 (1.12g, 8.10mmol) were dissolved in toluene (15ml) to obtain a solution. The solution was purged with N 2 and stirred at 110 °C for 24 hours to obtain a reactant. The reaction was extracted with DCM (20 ml x 3). The extract was dried over anhydrous Na 2 SO 4 and the solvent was evaporated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by silica gel column chromatography using dichloromethane / hexane (1: 1, v / v) as an eluent to obtain intermediate 1 (0.82 g, 95.27%).

1H NMR (CDCl3) : δ 10.67 (s, 1H), 7.11 (s, 2H), 6.71 - 6.59 (m, 6H), 5.98 (d, J = 7.2Hz, 2H), 2.66 (d, J = 0.8Hz , 6H). 1 H NMR (CDCl 3 ): δ 10.67 (s, 1H), 7.11 (s, 2H), 6.71 - 6.59 (m, 6H), 5.98 (d, J = 7.2Hz, 2H), 2.66 (d, J = 0.8Hz, 6H).

13C NMR (75MHz, CDCl3) : δ 192.7, 144.4, 144.0, 132.6, 132.3, 131.4, 129.7, 123.3, 121.8, 115.6, 113.4, 20.6. 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ 192.7, 144.4, 144.0, 132.6, 132.3, 131.4, 129.7, 123.3, 121.8, 115.6, 113.4, 20.6.

2) 화합물 1(BDP-6)의 합성2) Synthesis of Compound 1 (BDP-6)

상기 중간체 1(0.5g, 1.59mmol) 및 2,4- 디메틸피롤 (0.38g, 3.96mmol)을 질소 분위기 하에서 무수 디클로로메탄 (40ml)에 용해시켜 용액을 얻었다. 상기 용액에 트리 플루오로아세트산(TFA) 한 방울을 첨가하고 실온에서 3 시간 동안 교반하여 반응물을 얻었다. 알데히드가 완전히 사라졌는지 TLC를 이용하여 확인한 후, 상기 반응물에 p-클로르아닐 (0.39 g, 1.59 mmol)을 첨가하여 혼합물을 얻었다. 상기 혼합물을 1 시간 동안 교반하고, Et3N (TEA) (3.09 mL, 2.25 g, 22.20 mmol)을 첨가하고, 30 분 후 BFOEt2 (2.74 mL, 3.15 g, 22.20 mmol)를 천천히 첨가하고, 용매를 감압하에 제거하여 잔류물을 얻었다. 상기 잔류물을 용리액으로서 디클로로메탄 / 헥산 (3 : 2, v / v)을 사용하는 크로마토 그래피로 정제하여 화합물 1(BDP-6 , 0.64 g, 76 %)을 얻었다.Intermediate 1 (0.5g, 1.59mmol) and 2,4-dimethylpyrrole (0.38g, 3.96mmol) were dissolved in anhydrous dichloromethane (40ml) under a nitrogen atmosphere to obtain a solution. A drop of trifluoroacetic acid (TFA) was added to the solution and stirred at room temperature for 3 hours to obtain a reactant. After confirming that the aldehyde completely disappeared using TLC, p-chloroanil (0.39 g, 1.59 mmol) was added to the reaction mixture to obtain a mixture. The mixture was stirred for 1 h, Et 3 N (TEA) (3.09 mL, 2.25 g, 22.20 mmol) was added, and after 30 min BF 3 OEt 2 (2.74 mL, 3.15 g, 22.20 mmol) was added slowly. And the solvent was removed under reduced pressure to obtain a residue. The residue was purified by chromatography using dichloromethane/hexane (3:2, v/v) as an eluent to obtain compound 1 (BDP-6, 0.64 g, 76%).

1H NMR (CDCl3): δ 7.16 (s, 2H), 6.72-6.58 (m, 6H), 6.04 (s, 2H), 5.91 (dd, J = 7.7, 1.6 Hz, 2H), 2.59 (s, 6H), 2.23 (s, 6H), 1.55 (s, 6H). 1 H NMR (CDCl 3 ): δ 7.16 (s, 2H), 6.72-6.58 (m, 6H), 6.04 (s, 2H), 5.91 (dd, J = 7.7, 1.6 Hz, 2H), 2.59 (s, 6H), 2.23 (s, 6H), 1.55 (s, 6H).

13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ 155.9, 141.6, 139.8, 139.1, 134.7, 130.1, 123.2, 121.3, 112.9, 19.7, 14.7, 13.5. ESI-MS calcd. for C33H31BF2N3O [M+H] +: 534.2528, found: 534.2533. 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ 155.9, 141.6, 139.8, 139.1, 134.7, 130.1, 123.2, 121.3, 112.9, 19.7, 14.7, 13.5. ESI-MS calcd. for C 33 H 31 BF 2 N 3 O [M+H] + : 534.2528, found: 534.2533.

실시예 1: BDP-6 NP의 합성Example 1: Synthesis of BDP-6 NPs

화합물 1(BDP-6, 1.0mg) 및 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[biotinyl(polyethylene glycol)-2000] (DSPE-PEG(2000) 비오틴, 5 mg)을 테트라 히드로푸란 (THF, 1 ml)에 용해한 후, 탈 이온수 (10 ml) 에 천천히 적가하였다. THF가 증발하도록 상기 혼합물을 밤새 교반 하였다. 그 후 상기 용액을 0.20 ㎛ 일회용 멤브레인을 통해 여과하여 BDP-6 NPs의 여과 용액을 얻었다. 상기 용액을 30 분 동안 원심 분리한 후, 피펫으로 상층액을 조심스럽게 제거하였다. 침전물에 200 μL 탈 이온수를 첨가하여, 실시예 1의 BDP-6 NP을 얻었다.Compound 1 (BDP-6, 1.0 mg) and 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[biotinyl(polyethylene glycol)-2000] (DSPE-PEG (2000) biotin, 5 mg) were added in tetra After dissolving in hydrofuran (THF, 1 ml), it was slowly added dropwise to deionized water (10 ml). The mixture was stirred overnight to allow THF to evaporate. Then, the solution was filtered through a 0.20 μm disposable membrane to obtain a filtrate solution of BDP-6 NPs. After centrifuging the solution for 30 minutes, the supernatant was carefully removed with a pipette. 200 μL deionized water was added to the precipitate to obtain the BDP-6 NPs of Example 1.

비교예 1: BDP-5 NP의 합성Comparative Example 1: Synthesis of BDP-5 NPs

상기 화합물 1 대신 화합물 A를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1의 BDP-5 NP을 얻었다. BDP-5 NP of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that Compound A was used instead of Compound 1.

Figure 112021055582710-pat00007
Figure 112021055582710-pat00007

분석예 1: DLS 및 TEM 이미지 측정Analysis Example 1: DLS and TEM image measurement

동적 광 산란(Dynamic light scattering, DLS)는 Nano-ZS(Malvern)로 측정하였다. TEM 이미지는 JSM-6700F 전계 방출 주사 전자 현미경(JEOL)을 사용하여 측정하였다.Dynamic light scattering (DLS) was measured with a Nano-ZS (Malvern). TEM images were measured using a JSM-6700F field emission scanning electron microscope (JEOL).

도 1c는 일 구현예에 따른 조성물(실시예 1) 및 비교예 1의 DLS 측정 결과 및 실시예 1의 TEM 이미지 이다. 실시예 1의 조성물은 구형이고, 평균 크기가 약 90nm 임을 알 수 있다.1c is a DLS measurement result and a TEM image of Example 1 of a composition (Example 1) and Comparative Example 1 according to one embodiment. It can be seen that the composition of Example 1 is spherical and has an average size of about 90 nm.

분석예 2: UV-vis 흡수 및 광발광 스펙트럼 및 ROS 생성능 측정Analysis Example 2: Measurement of UV-vis absorption and photoluminescence spectrum and ROS generating ability

UV-vis 흡수 및 광발광 (PL) 스펙트럼은 각각 Thermo Scientific Evolution 201 UV-vis 분광계와 FS-2 분광 광도계(Scinco)로 측정하였다. 희석한 샘플액(통상 10 μM)을 주변조건에서 저장액(1.0 mM)으로부터 준비하였다. 상기 용액 (10 μM)의 UV-vis 및 PL 스펙트럼은 1cm 석영 큐벳을 사용하여 측정하였다. UV-vis absorption and photoluminescence (PL) spectra were measured with Thermo Scientific Evolution 201 UV-vis spectrometer and FS-2 spectrophotometer (Scinco), respectively. A diluted sample solution (usually 10 μM) was prepared from a stock solution (1.0 mM) under ambient conditions. UV-vis and PL spectra of the solution (10 μM) were measured using a 1 cm quartz cuvette.

1 광자 ROS 생성능은, 2', 7'-dichlorofluorescein diacetate (DCFH-DA)를 프로브로 사용하여 물에서 녹색 LED 광 조사 하에 측정하였다. 2 광자 ROS 생성능은, DHR123을 프로브로 사용하여 수용액 조건에서 2 광자(two-photon, TP) 조사 하에 측정하였다. 30 μL의 1.03 mM BDP-6 NP와 0.75 μL의 10 mM DHR123을 2.97 mL H2O에 첨가하여 10 μM BDP-6 NP 및 2.5 μM DHR123을 포함하는 큐벳을 준비하였다. DHR123의 초기 형광 강도를 측정 한 후 TP 레이저를 30 분 동안 노출하였다. TP 조사 후 증가된 형광 강도에서 DHR123의 초기 형광 강도를 제거하여 변화를 측정하였다. 500 nm에서 측정 된 DHR123의 형광 강도와 방출 파장은 525 nm에서 기록하였다.The ability to generate one-photon ROS was measured under green LED light irradiation in water using 2', 7'-dichlorofluorescein diacetate (DCFH-DA) as a probe. Two-photon ROS generating ability was measured under two-photon (TP) irradiation in an aqueous solution using DHR123 as a probe. A cuvette containing 10 μM BDP-6 NPs and 2.5 μM DHR123 was prepared by adding 30 μL of 1.03 mM BDP-6 NPs and 0.75 μL of 10 mM DHR123 to 2.97 mL H 2 O. After measuring the initial fluorescence intensity of DHR123, the TP laser was exposed for 30 minutes. Changes in the increased fluorescence intensity after TP irradiation were measured by removing the initial fluorescence intensity of DHR123. The fluorescence intensity of DHR123 measured at 500 nm and the emission wavelength were recorded at 525 nm.

도 1d는 실시예 1 및 비교예 1의 자외선 가시광 흡수(UV-vis absorption) 스펙트럼 및 PL 스펙트럼 측정 결과이다.1d is a result of measuring UV-vis absorption spectrum and PL spectrum of Example 1 and Comparative Example 1.

실시예 1 및 비교예 1은 500 nm 중심으로 강한 흡수 피크를 가졌다. 특히 실시예 1은 620 nm에서 최댓값을 가지며 비교예 1에 비해 형광 강도가 증가하였다. 이는 페닐렌기의 오쏘 위치에 치환된 메틸기가 분자 내 회전을 차단하는 역할을 하기 때문이다. Example 1 and Comparative Example 1 had a strong absorption peak centered at 500 nm. In particular, Example 1 had a maximum value at 620 nm and increased fluorescence intensity compared to Comparative Example 1. This is because the methyl group substituted at the ortho position of the phenylene group serves to block intramolecular rotation.

도 1e는 실시예 1 및 비교예 1의 ROS 생성능 측정 결과이다. 1e is a result of measuring ROS generating ability of Example 1 and Comparative Example 1.

실시예 1은 비교예 1 보다 우수한 ROS 생성능을 가짐을 알 수 있었다.It was found that Example 1 had a superior ROS generating ability than Comparative Example 1.

도 1f는 2 광자 여기 파장에 따른 실시예 1의 형광 강도 측정 결과이다. 도 1g는 2 광자 여기 파장의 조사 시간에 따른 실시예 1의 형광 강도 측정 결과이다. 1f is a fluorescence intensity measurement result of Example 1 according to a two-photon excitation wavelength. 1g is a fluorescence intensity measurement result of Example 1 according to the irradiation time of the two-photon excitation wavelength.

740 nm에서 840 nm 파장 범위에서 10 nm 간격으로 TP가 조사되었다. 100 mW 전력에서 TP 여기 시 rhodamine123이 형성되어 526 nm에서 강한 방출 신호를 보였다. DHR123(dihydrorhodamine123)의 응답은 780 nm에서 가장 많았으며, 160분 동안 연속적으로 TP 노출 시 ROS가 점진적으로 생성됨을 알 수 있었다.TPs were irradiated at 10 nm intervals in the 740 nm to 840 nm wavelength range. Upon TP excitation at 100 mW power, rhodamine123 was formed and showed a strong emission signal at 526 nm. The response of DHR123 (dihydrorhodamine123) was the highest at 780 nm, and it was found that ROS were gradually generated when continuously exposed to TP for 160 minutes.

분석예 3: 세포 내 측정Analysis Example 3: Intracellular measurement

(1) 형광 이미지 측정(1) Fluorescence image measurement

HeLa 세포를 태아 소 혈청 10 % (FBS) 및 페니실린 (100 units mL-1)이 포함 된 Dulbecoo's Modified Eagle medium (DMEM)에서 48 시간 동안 배양하였다. 이미징 전에 세포 배양 배지를 무 혈청 DMEM으로 교체한 다음 광감각제로 염색하고 배양하였다. 2 광자 형광 이미지는 x40 오일 대물 렌즈를 사용하는 다광자 및 스펙트럼 공 초점 현미경 (Leica TCS SP8 MP)으로 얻었다. 2 광자 여기 광감각제를 초점면에서 ~ 8.11 × 105 W·cm-2에 해당하는 2.60 W 출력 전력을 가진 모드-고정된 fs Ti : Sapphire 레이저 소스 (Mai Tai HP)로 780 nm에서 여기하였다. 상기 조건에서 샘플에 전달된 레이저 출력은 3.73 mW 였다.HeLa cells were cultured for 48 hours in Dulbecoo's Modified Eagle medium (DMEM) containing 10% fetal bovine serum (FBS) and penicillin (100 units mL -1 ). Before imaging, the cell culture medium was replaced with serum-free DMEM, then stained with a photosensitizer and cultured. Two-photon fluorescence images were obtained with a multiphoton and spectral confocal microscope (Leica TCS SP8 MP) using a x40 oil objective. The two-photon excited photosensitizer was excited at 780 nm with a mode-locked fs Ti:Sapphire laser source (Mai Tai HP) with 2.60 W output power corresponding to ~8.11 × 105 W cm -2 in the focal plane. The laser power delivered to the sample under these conditions was 3.73 mW.

도 2a는 암 세포(HeLa cells) 및 정상 세포(WI38)에서 각각 실시예 1의 처리 전/후의 형광 현미경 이미지이다. 실시예 1이 처리된 암 세포에서는 적색 형광 신호가 관찰되었으나, 정상 세포에서는 적색 형광 신호가 거의 없었다. 이로써 실시예 1의 종양 표적화 능력이 우수함을 알 수 있었다.Figure 2a is a fluorescence microscopy image of cancer cells (HeLa cells) and normal cells (WI38) before/after the treatment of Example 1, respectively. A red fluorescence signal was observed in cancer cells treated with Example 1, but almost no red fluorescence signal was observed in normal cells. Accordingly, it was found that the tumor targeting ability of Example 1 was excellent.

도 2b는 ROS 프로브(DCFH-DA) 및 사멸 세포 마커(PI)에서 각각 실시예 1의 처리 전/후의 형광 현미경 이미지이다. Figure 2b is a fluorescence microscopy image before/after treatment of Example 1 in the ROS probe (DCFH-DA) and the apoptotic cell marker (PI), respectively.

(2) 세포 내 ROS 생성능 측정(2) Measurement of intracellular ROS generating ability

HeLa 세포를 30 분 동안 광감각제 (5 μM) 및 DCHF-DA (20 μM)으로 염색 하였다. 배양 후, 세포를 무 혈청 DMEM으로 2 회 세척 하였다. 세포는 각각 녹색 LED (20 / ㎠에서 20 분) 또는 780 nm의 TP 광(0, 100, 200, 400 스캔)으로 조사 하였다. 각각의 TP 스캔 후 DCHF-DA의 형광 강도를 측정하였다. DCHF-DA의 이미징 조건은 488 nm 여기 및 500-550 nm 방출 창이었다.HeLa cells were stained with photosensitizer (5 μM) and DCHF-DA (20 μM) for 30 min. After incubation, cells were washed twice with serum-free DMEM. Cells were irradiated with green LED (20 min at 20/cm 2 ) or 780 nm TP light (0, 100, 200, 400 scans), respectively. The fluorescence intensity of DCHF-DA was measured after each TP scan. Imaging conditions for DCHF-DA were 488 nm excitation and 500–550 nm emission window.

도 2c는 여러 농도로 실시예 1을 처리한 HeLa 세포의 생존율을 분석한 결과이다. 실시예 1로 처리되지 않은 경우 녹색 LED 조사 시 세포 독성 효과는 없는 것을 알 수 있었다. 실시예 1로 처리된 경우, 실시예 1의 농도가 0.35 μM에서 IC50(half-maximal inhibitory concentration)을 가짐을 알 수 있었다. 이는 실시예 1의 조성물이 암세포를 표적으로 하여 광역학 치료 효과를 향상시킬 수 있음을 나타낸다.Figure 2c is the result of analyzing the viability of HeLa cells treated with Example 1 at various concentrations. When not treated with Example 1, it was found that there was no cytotoxic effect upon irradiation with green LED. When treated with Example 1, it was found that the concentration of Example 1 had an IC 50 (half-maximal inhibitory concentration) at 0.35 μM. This indicates that the composition of Example 1 can target cancer cells and improve the photodynamic therapy effect.

도 3은 DCFH-DA 및/또는 실시예 1을 처리한 HeLa 세포의 ROS 생성능 측정 결과이다. 3 is a result of measuring the ROS generating ability of HeLa cells treated with DCFH-DA and/or Example 1.

DCFH-DA를 처리한 HeLa 세포는 TP 스캔 수가 증가하여도 형광이 증가되지 않았는데, 이는 DCF 생성이 불충분함을 나타낸다. 실시예 1을 처리한 HeLa 세포는 실시예 1이 일정한 형광 강도로 세포질에 분포됨을 알 수 있었다. 이는 실시예 1은 TP 유도된 PDT 조건에서도 안정함을 알 수 있었다. DCFH-DA 및 실시예 1을 모두 처리한 HeLa 세포는 TP 스캔 횟수의 증가에 따라 형광 강도가 강해졌는데, 이는 DCF 강도가 향상되어 실시예 1이 살아있는 세포에서 효율적으로 ROS를 생성했음을 알 수 있었다.HeLa cells treated with DCFH-DA showed no increase in fluorescence even when the number of TP scans increased, indicating insufficient DCF production. In HeLa cells treated with Example 1, it was found that Example 1 was distributed in the cytoplasm with constant fluorescence intensity. It was found that Example 1 was stable even under TP-induced PDT conditions. The fluorescence intensity of HeLa cells treated with both DCFH-DA and Example 1 increased as the number of TP scans increased, indicating that Example 1 efficiently generated ROS in living cells as the DCF intensity was improved.

(3) Hoechst 33442/PI 분석(3) Hoechst 33442/PI analysis

HeLa 세포는 광감각제 (10 μM) 및 Hoechst 33342 (2 μM)으로 염색 하였다. 배양 후, 세포를 무 혈청 DMEM 2 회 세척하고, 녹색 LED (20 / ㎠에서 20 분) 또는 780 nm의 TP 광(0,100, 200, 300, 400, 500 스캔)으로 조사하였다. 이어서, 세포를 30 분 동안 PI (10 μM)로 염색 하였다. 이미징 조건은 Hoechst 33342에 대한 400 내지 450 nm의 방출 창 및 488 nm의 여기 및 PI에 대한 605 내지 625 nm의 방출 창이었다.HeLa cells were stained with photosensitizer (10 μM) and Hoechst 33342 (2 μM). After incubation, cells were washed twice with serum-free DMEM and irradiated with green LED (20 min at 20/cm 2 ) or TP light at 780 nm (0,100, 200, 300, 400, 500 scans). Cells were then stained with PI (10 μM) for 30 min. Imaging conditions were an emission window of 400 to 450 nm for Hoechst 33342 and excitation of 488 nm and an emission window of 605 to 625 nm for PI.

도 4a는 실시예 1 및 Hoechst 33342를 처리한 HeLa 세포의 오버레이 이미지 및 밝은 부분(brightfield) 이미지이다. TP 조사한 영역은 세포 사멸에 해당하는 PI(붉은색 반점)에서 형광을 나타내었다. 스캔 횟수가 증가함에 따라 Hoechst 33342(파란색 반점)의 형광이 감소하고, PI 염색된 세포의 수가 증가됨을 알 수 있었다. 500회 스캔에서 TP 조사 시 실시예 1이 처리된 세포는 조사 영역에서 완전히 제거되나, 조사되지 않은 영역에서는 Hoechst 33342로 처리된 살아있는 세포가 있음을 알 수 있는데, 이는 TP 유도된 PDT를 나타낸다. Figure 4a is an overlay image and a brightfield image of HeLa cells treated with Example 1 and Hoechst 33342. The region irradiated with TP showed fluorescence at PI (red spots) corresponding to apoptosis. As the number of scans increased, the fluorescence of Hoechst 33342 (blue spots) decreased and the number of PI-stained cells increased. In 500 scans, upon TP irradiation, cells treated with Example 1 are completely removed from the irradiated area, but in the non-irradiated area, it can be seen that there are live cells treated with Hoechst 33342, indicating TP induced PDT.

도 4b는 실시예 1로 처리 후 각각 다른 레이저 출력(laser power)에서 조사한 세포의 생존능 측정 결과이다.Figure 4b is a result of measuring the viability of cells irradiated at different laser powers after treatment with Example 1.

레이저 출력이 6.3 mW인 경우, 15회 스캔에서 TP 조사 시 50%의 세포 사멸을 보이고, 2.4 mW인 경우, 455회 스캔에서 이와 유사한 세포 사멸을 나타내었다.When the laser power was 6.3 mW, 50% of the cells were killed when TP was irradiated in 15 scans, and when the laser power was 2.4 mW, similar cell death was shown in 455 scans.

도 4c는 실시예 1 및 레이저 출력 간 상관 관계 이다.4C is a correlation between Example 1 and laser output.

Log (laser power-1) 및 log (LD 50)은 기울기 2.76 ± 0.38인 선형성을 나타내었다. 이는 비선형 PDT 프로세스를 통해 TP 조사 시 세포의 제거가 발생하였음을 나타낸다.Log (laser power -1 ) and log (LD 50 ) showed linearity with a slope of 2.76 ± 0.38. This indicates that cell removal occurred upon TP irradiation through a nonlinear PDT process.

도 4d는 780nm에서 광 여기 조사 이후 세포 생존능을 측정한 결과이다.Figure 4d is a result of measuring cell viability after light excitation irradiation at 780 nm.

100, 200, 400 및 500 스캔에 대한 IC50 값은 각각 8.3 μM, 5.6 μM, 4.1 μM, 0.7 μM임을 알 수 있었다. 이는 실시예 1이 TP 여기시 우수한 PDT 효과를 나타낸다. IC50 values for 100, 200, 400, and 500 scans were 8.3 μM, 5.6 μM, 4.1 μM, and 0.7 μM, respectively. This indicates that Example 1 exhibits an excellent PDT effect upon TP excitation.

(4) 세포 스페로이드 이미지 측정(4) Cell spheroid image measurement

스페로이드를 만들기 위해 HeLa 세포를 3D 세포 배양 접시 (MicroFIT)에서 48 시간 동안 배양하였다. 세포 배양 배지를 무 혈청 DMEM로 교체하고 각 PS (100μM) 및 DHR123 (15μM)에서 1 시간 동안 배양 하였다. 배양 후, 780 nm의 TP 광을 조사하여 ROS 생성능을 측정하였다. xyz 모드를 사용하여 100 개 이상의 섹션 이미지를 획득하여 3D 스페로이드 형광 이미지를 얻은 후 각 섹션 이미지를 LAS-X 프로그램을 사용하여 결합하였다. DHR123의 이미징 조건은 488 nm 여기 및 500-550 nm 방출 창이었다.To make spheroids, HeLa cells were cultured for 48 hours in a 3D cell culture dish (MicroFIT). The cell culture medium was replaced with serum-free DMEM and incubated for 1 h in each PS (100 μM) and DHR123 (15 μM). After culturing, TP light of 780 nm was irradiated to measure ROS generating ability. After acquiring 3D spheroid fluorescence images by acquiring more than 100 section images using the xyz mode, each section image was combined using the LAS-X program. Imaging conditions for DHR123 were 488 nm excitation and 500–550 nm emission window.

도 5a는 DHR123(dihydrorhodamine123)을 처리한 HeLa 스페로이드의 ROS 생성 3D 이미지이다. Figure 5a is a 3D image of ROS generation of HeLa spheroids treated with DHR123 (dihydrorhodamine123).

도 5b는 실시예 1을 처리한 HeLa 스페로이드의 ROS 생성 3D 이미지이다. Figure 5b is a 3D image of ROS generation of HeLa spheroids treated with Example 1.

도 5c는 DHR123을 처리한 HeLa 스페로이드의 형광 이미지이다. 5c is a fluorescence image of HeLa spheroids treated with DHR123.

도 5d는 실시예 1을 처리한 HeLa 스페로이드의 형광 이미지이다. 5d is a fluorescence image of HeLa spheroids treated with Example 1.

도 5c 및 5d로부터 HeLa 스페로이드에 실시예 1을 염색하고, 780 nm에서 TP 여기하면 DHR123은 밝은 녹색 형광을 나타냄을 알 수 있는데 이는 실시예 1이 TP 조사시 3D 암 세포 모델에서 ROS를 효과적으로 생성함을 나타낸다.5c and 5d, it can be seen that HeLa spheroids were stained with Example 1 and when TP excitation was performed at 780 nm, DHR123 exhibited bright green fluorescence, indicating that Example 1 effectively generated ROS in 3D cancer cell models upon TP irradiation. indicates that

이로부터, 본 발명의 일 구현예에 따른 화합물이 종양 진단 또는 치료를 위한 치료용 조성물로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.From this, it can be seen that the compound according to one embodiment of the present invention can be used as a therapeutic composition for diagnosing or treating tumors.

Claims (16)

하기 화학식 1로 표시되는, 화합물:
<화학식 1>
Figure 112023084905904-pat00008

상기 화학식 1에서,
R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, C1-C5 알킬기이고;
R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 중수소(-D), 또는 C1-C5 알킬기이다.
A compound represented by Formula 1 below:
<Formula 1>
Figure 112023084905904-pat00008

In Formula 1,
R 1a and R 1b are each independently a C 1 -C 5 alkyl group;
R 2 and R 3 are each independently hydrogen, heavy hydrogen (-D), or a C 1 -C 5 alkyl group.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 R2 및 R3은 서로 동일한, 화합물.
According to claim 1,
Wherein R 2 and R 3 are the same as each other.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 1 또는 2인, 화합물:
Figure 112023084905904-pat00010
.
According to claim 1,
The compound represented by Formula 1 is the following compound 1 or 2, a compound:
Figure 112023084905904-pat00010
.
제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염; 및
용매, 산, 염기, 및 버퍼 용액 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 종양 진단 또는 치료용 조성물로서,
상기 종양은 유방암, 신장암, 고환암, 전립선암, 난소암, 자궁암, 자궁 경부암, 질암, 난관암, 직장암, 폐암, 위암, 간암, 식도암, 소장암, 췌장암, 구강암, 흑색종, 또는 육종을 포함하는, 종양 진단 또는 치료용 조성물.
The compound according to any one of claims 1, 5 and 6 or a pharmaceutically acceptable salt thereof; and
A composition for diagnosing or treating tumors comprising at least one selected from solvents, acids, bases, and buffer solutions,
The tumor includes breast cancer, kidney cancer, testicular cancer, prostate cancer, ovarian cancer, uterine cancer, cervical cancer, vaginal cancer, fallopian tube cancer, rectal cancer, lung cancer, stomach cancer, liver cancer, esophageal cancer, small intestine cancer, pancreatic cancer, oral cancer, melanoma, or sarcoma. To, a composition for diagnosing or treating tumors.
제7항에 있어서,
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염의 가장 낮은 단일항 여기상태와 가장 낮은 삼중항 상태 사이의 에너지 갭(ΔES1T1)이 1.00 eV 미만인, 종양 진단 또는 치료용 조성물.
According to claim 7,
An energy gap (ΔE S1T1 ) between the lowest singlet excited state and the lowest triplet state of the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof is less than 1.00 eV, a composition for diagnosing or treating tumors.
제7항에 있어서,
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염이 수용액 또는 유기용액에서 단일항 산소(singlet oxygen)를 발생하는, 종양 진단 또는 치료용 조성물.
According to claim 7,
A composition for diagnosing or treating tumors, wherein the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof generates singlet oxygen in an aqueous solution or an organic solution.
제7항에 있어서,
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염이 원적외선 또는 근적외선 파장 영역에서 분자 내 전하 이동에 의해 발광하는, 종양 진단 또는 치료용 조성물.
According to claim 7,
A composition for diagnosing or treating tumors, wherein the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof emits light by intramolecular charge transfer in the far-infrared or near-infrared wavelength region.
제7항에 있어서,
상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염이 양친매성 고분자와 접합하여 형성된 마이셀 나노 입자인, 종양 진단 또는 치료용 조성물.
According to claim 7,
The compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof is a micellar nanoparticle formed by conjugation with an amphiphilic polymer, a composition for diagnosing or treating tumors.
제11항에 있어서,
상기 마이셀 나노입자의 평균 크기는 60nm 이상 및 150nm 이하인, 종양 진단 또는 치료용 조성물.
According to claim 11,
The average size of the micellar nanoparticles is 60 nm or more and 150 nm or less, a composition for diagnosing or treating tumors.
제7항에 따른 종양 진단 또는 치료용 조성물을 포함하는, 광감각제. A photosensitizer comprising the composition for diagnosing or treating tumors according to claim 7. 삭제delete 삭제delete 제7항에 따른 종양 진단 또는 치료용 조성물을 인간 제외 포유류의 대상체와 접촉시키는 단계;
상기 종양 진단 또는 치료용 조성물이 목표 세포 내에 분포되기 위한 시간을 허용하는 단계; 및
상기 대상체의 목표 세포 부위에 광을 조사하는 단계;를 포함하는, 광역학 치료 방법.

contacting a non-human mammalian subject with the composition for diagnosing or treating tumors according to claim 7;
allowing time for the composition for diagnosing or treating tumors to be distributed in target cells; and
A photodynamic therapy method comprising: radiating light to a target cell region of the object.

KR1020210062160A 2021-05-13 2021-05-13 Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors KR102572743B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210062160A KR102572743B1 (en) 2021-05-13 2021-05-13 Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210062160A KR102572743B1 (en) 2021-05-13 2021-05-13 Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220154520A KR20220154520A (en) 2022-11-22
KR102572743B1 true KR102572743B1 (en) 2023-08-30

Family

ID=84236132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210062160A KR102572743B1 (en) 2021-05-13 2021-05-13 Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102572743B1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
The Journal of Physical Chemistry C, Vol.123, pp.22793-22811, 2019*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220154520A (en) 2022-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Niu et al. Highly photostable two-photon NIR AIEgens with tunable organelle specificity and deep tissue penetration
Zhu et al. Anti-Stokes shift luminescent materials for bio-applications
JP5567024B2 (en) Method for producing chlorin and its use as a medicament
CN113234065B (en) Aggregation-induced emission luminants for photodynamic therapy
Yan et al. NIR organic dyes based on phenazine-cyanine for photoacoustic imaging-guided photothermal therapy
KR102345008B1 (en) Compound, composition including the same, and photodynamic therapy method of inactivating or killing a tumor cell using the composition
CN111742034B (en) Bowl-coated AIE nanodots with high non-radiative decay inhibition for enhancing in vivo cancer photodiagnosis and treatment
WO2015194606A1 (en) Fluorescent probe, singlet oxygen detection agent, and singlet oxygen detection method
Ma et al. Enhanced singlet oxygen generation of a soft salt through efficient energy transfer between two ionic metal complexes
Meesaragandla et al. Methylene blue-loaded upconverting hydrogel nanocomposite: potential material for near-infrared light-triggered photodynamic therapy application
CN108424430B (en) Rare earth complex with near-infrared pH intensity and life response
KR102572743B1 (en) Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for diagnosis or therapy of tumors
WO2008119950A1 (en) Porphyrin compounds
RU2621710C1 (en) Porphyrazine, gadolinius porphyrazine complex and their application
JP6489579B2 (en) Phosphophthalocyanine complex, its salt and its hydrate
KR102396372B1 (en) Compound, photosensitizer and composition for mitochondria-targeted diagnosis or therapy of tumors including the same, and photodynamic therapy using the composition
KR102640178B1 (en) Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for mitochondria-targeted diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for mitochondria-targeted diagnosis or therapy of tumors
KR101493889B1 (en) Photosensitizer for photodynamic diagnosis or therapy and the manufacturing method
TWI664981B (en) A lanthanide toolbox for multi-modal, non-invasive tumor specific theranostic prodrugs
KR102344503B1 (en) Compound, composition including the same, and composition for diagnosis or treatment of tumors including the compound
US20230129899A1 (en) Compound, photosensitizer comprising same, composition for diagnosing or treating tumor targeting mitochondria, and photodynamic treatment method using composition
KR102572744B1 (en) Compound, pharmaceutical composition for diagnosing cancer, and photodynamic therapy and photothermal therapy for cancer
KR20240016676A (en) Compound, composition including the same, composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic or sonodynamic therapy using the composition for mitochondria-targeted diagnosis or therapy of tumors
KR102608892B1 (en) Pharmaceutical composition for tumor diagnosis and treatmen
Du et al. Two pairs of chiral Yb III enantiomers presenting distinct NIR luminescence and circularly polarized luminescence performances with giant differences in second-harmonic generation responses

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right