一种水溶性卟啉配合物的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水溶性卟啉配合物的制备及应用，该配合物由卟啉中心和新型寡聚芴单元组成，本发明专利技术的配合物的发光强度以及发射寿命会随着氧气浓度的增加而减少；并具有较高的单线态氧量子产率；可以通过共聚焦成像和寿命成像技术检测细胞前后形态的变化，以此证明其具有较好的光动力治疗效果。该发明专利技术所述的配合物在生物成像与光动力治疗方面有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性卟啉配合物的制备及应用
本专利技术属于有机光电材料
具体涉及一类水溶性卟啉配合物的制备方法及其在细胞成像、光动力治疗领域中的应用研究。
技术介绍
光动力疗法是以光、光敏剂和氧的相互作用为基础的一种新的疾病治疗手段，光敏剂(光动力治疗药物)的研究是影响光动力治疗前景的关键所在。光敏剂是一种特殊的化学物质，其基本作用是传递能量，它能够吸收光子而被激发，又将吸收的光能迅速传递给另一组分的分子，使其被激发而光敏剂本身回到基态。随着第一个光敏剂PorfimerSodium于1993--1997年在美国、加拿大、欧盟、日本及韩国陆续被批准上市，PDT领域的研究、开发和应用迅速活跃起来。随着新的光动力治疗药物的研发成功及激光设备技术的提高，PDT又迎来了前所未有的发展高峰。卟啉是一类由4个吡咯环通过次甲基相连形成的共轭骨架大环化合物，分子结构中4个吡咯环的8个β位和4个中位的氢原子均可被其它基团所取代，生成各种卟啉衍生物。它不仅具有独特的生理特性，而且与癌细胞有独特的亲和力，在医学上作为光动力治疗法(photodynamictherapy,PDT)的抗癌光敏剂。目前获多国政府的药监部门批准应用于临床的多为混合剂，在体内的滞留时间长，避光时间需4周以上。此外，由于体内红血球和光散射的原因，一些卟啉配合物的光穿透组织深度有限(0.5cm以下)，限制了PDT在较大肿瘤上的治疗应用。因此设计合成摩尔吸光系数高、光稳定性好、细胞暗毒性小、生物相容性的光敏剂是非常有必要的。本专利技术将将聚芴引入到金属卟啉配体中，形成最终配合物，并且具有良好的水溶性和高的单线态氧量子产率。通过共聚焦成像和寿命成像技术实现了对细胞中氧气浓度变化的检测和光动力治疗研究。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种具有光动力治疗效果的水溶性卟啉配合物的制备方法及其应用研究。技术方案：本专利技术的具有光动力治疗效果的水溶性卟啉配合物的制备是将含有烷基链的寡聚芴链接到卟啉上，使其不仅可以溶于水，还能具有高的单线态氧量子产率，从而在细胞成像、光动力治疗和氧气传感领域具有良好的应用前景。本专利技术是一类具有光动力治疗效果的水溶性的卟啉配合物，具有如下结构式：其中，m为0～4的自然数；n为1～12的自然数。具有光动力治疗功能的水溶性卟啉配合物的合成路线如下：具体是将2,7-二溴芴和2-溴芴分别与卤代烃反应，以四丁基溴化铵为相转移催化剂、KOH饱和溶液为溶剂合成9,9-二(溴代烷基)2,7-二溴芴和9,9-二(溴代烷基)2-溴芴，9,9-二(溴代烷基)2,7-二溴芴与联硼酸频那醇酯进行铃木反应，得到的9,9-二(溴代烷基)芴2,7-双频那醇硼酸酯再与9,9-二(溴代烷基)2-溴芴进行铃木反应。重复此类反应，得到寡聚芴。将对溴苯甲醛与联硼酸频那醇酯进行铃木反应，然后以Lindsey法合成卟啉，卟啉再与寡聚芴进行铃木反应，得到的树枝状卟啉进行金属钯的配位，最后对其进行季铵化得到最终目标配合物。所述的水溶性卟啉配合物，其特征在于该材料应用于荧光成像和时间分辨成像。所述的水溶性卟啉配合物，其特征在于该材料应用于溶液、细胞和活体中氧浓度的检测。所述的水溶性卟啉配合物，其特征在于该材料应用于光动力治疗领域。有益效果：本专利技术的水溶性卟啉配合物具有长的发射寿命，使之不仅对氧气敏感，还能结合时间分辨技术区分背景荧光信号从而提高信噪比。本专利技术的水溶性卟啉配合物能够被可见光激发，以及具有近红外光发射，从而可减弱激发光源对生物样品的损伤，以及具有较深的组织穿透深度。本专利技术的水溶性卟啉配合物可应用于生物成像，光动力治疗，细胞内氧气浓度的传感，具有简单的化学结构和良好的生物相容性，是很好的光动治疗配合物。附图说明图1.实施例3中水溶性卟啉配合物的PBS溶液(10-5M)紫外-可见吸收光谱和发射光谱；图2.实施例3中水溶性卟啉配合物的PBS溶液(10-5M)在不同氧气浓度下的发射光谱；图3.实施例3中水溶性卟啉配合物在不同pH下的PBS溶液中的发射光谱；图4.实施例4中水溶性卟啉配合物的MTT细胞毒性实验。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实例。实施例1：聚芴的制备化合物2的制备：将1(3.0mmol)、1,6-二溴己烷(27.0mmol)、四丁基溴化铵(0.3mmol)加入到反应瓶中，抽真空，加入200mLKOH饱和溶液。75℃下搅拌1h，降至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏除去1,6-二溴己烷，干法上样，柱色谱纯化，得到2。产率：83％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.54(s,1H),7.52(s,1H),7.47(d,J＝1.7Hz,1H),7.45(d,J＝1.7Hz,1H),7.43(d,J＝1.6Hz,2H),5.30(s,2H),3.30(t,J＝6.8Hz,4H),1.98–1.86(m,4H),1.74–1.61(m,4H),1.28–1.02(m,10H),0.65–0.52(m,4H)。化合物4的制备：将3(3.0mmol)、1,6-二溴己烷(27.0mmol)、四丁基溴化铵(0.3mmol)加入到反应瓶中，抽真空，加入200mLKOH饱和溶液。75℃下搅拌1h，降至室温，二氯甲烷萃取，减压蒸馏除去1,6-二溴己烷，干法上样，柱色谱纯化，得到4。产率：83％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.54–7.50(m,2H),7.46(d,J＝1.8Hz,2H),7.44(d,J＝1.5Hz,3H),1.95–1.87(m,4H),1.13(d,J＝6.6Hz,2H),0.78(t,J＝7.1Hz,6H)。化合物5的制备：将4(2.5mmol)、联硼酸频那醇酯(6.2mmol)、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(0.06mmol)、乙酸钾(7.00mmol)加入到反应瓶中，抽真空，加入二氧六环(25mL),85℃下搅拌1h，降至室温，二氯甲烷萃取，干法上样，柱色谱纯化，得到5。产率69％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.82(d,J＝7.5Hz,1H),7.76–7.68(m,3H),7.38–7.29(m,3H),3.26(t,J＝6.8Hz,4H),1.99(pd,J＝13.2,5.3Hz,4H),1.69–1.53(m,4H),1.40(s,12H),1.21–0.96(m,8H),0.64–0.49(m,4H)。化合物6的制备：将5(1mmol)、2(3mmol)、Pd[P(Ph)3]4(0.01mmol)加入到反应瓶中，抽真空，加入甲苯(150mL)、乙醇(20mL)、碳酸钾溶液(40mL,2mol/L),85℃下搅拌2h，降至室温，二氯甲烷萃取，干法上样，柱色谱纯化，得到6。产率81％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.83–7.73(m,3H),7.71–7.63(m,2H),7.61(d,J＝8.1Hz,3H),7.49(d,J＝6.3Hz,2H),7.40–7.30(m,3H),3.29(q,J＝6.5Hz,8H),2.27–1.83(m,8H),1.80–1.54(m,8H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性卟啉配合物，其特征在于，该配合物具有如下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种水溶性卟啉配合物，其特征在于，该配合物具有如下结构式：其中，m为0～4的自然数；n为1～12的自然数。2.如权利要求1所述的水溶性卟啉配合物的制备方法，其特征在于，该方法的合成路线如下：具体是将2,7-二溴芴和2-溴芴分别与卤代烃反应，以四丁基溴化铵为相转移催化剂、KOH饱和溶液为溶剂合成9,9-二即溴代烷基、2,7-二溴芴和9,9-二即溴代烷基、2-溴芴，9,9-二即溴代烷基、2,7-二溴芴与联硼酸频那醇酯进行铃木反应，得到的9,9-二即溴代烷基，芴2,7-双频那醇硼酸酯再与9,9-二即溴代...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，刘淑娟，宋如箱，吕壮，黄维，涂真珍，彭佳丽，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32