一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术揭示了一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂及其制备方法和应用，属于有机光电材料技术领域，制备方法是通过联吡啶、三氯化钌和氯化锂反应制备得到九个碳的联吡啶二氯桥，再通过联吡啶二氯桥与联吡啶辅助配体b反应得到钌配合物。该光敏剂能够特异性靶向癌细胞的细胞膜，在特定激发光照射下产生活性氧、破坏细胞膜表面，最终导致细胞凋亡，并具有良好的光动力治疗效果，为光动力治疗增添了一种新思路。这种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂在未来生物医学应用中有很大的潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂及其制备方法和应用，属于有机光电材料

技术介绍
肿瘤环境是酸性和乏氧状态，因此可以针对性设计一系列的能够带有检测乏氧环境或者能够检测酸性环境的靶向性的光敏剂，可以将肿瘤区域与正常细胞区域区分开，而不是通过光敏剂(PS)在肿瘤内源性标记物的特异性富集来达到区分目的。进一步，将PS定位于线粒体、细胞质、溶酶体、高尔基体以及细胞核等细胞器结构，使得PS在特定的细胞结构中的含量增加，能够精确定位ROS的位置，从而诱导细胞凋亡，提高光动力治疗(PDT)效果。在这些细胞器中，细胞膜被认为是最重要的细胞结构之一，它不仅能够保证细胞的完整性而且能够保证细胞的基本功能。对细胞膜的破坏将导致细胞的凋亡、坏死和自噬，因此细胞膜成为了PDT中一种新的靶向位点。将PS定位于细胞膜，在光照的作用下，细胞膜原位产生活性氧簇(ROS)，诱导膜磷脂过氧化，进一步导致细胞膜的渗透性增加，甚至破坏细胞膜的结构，激发光照射强度与时间对细胞膜的损伤大小有直接的关系，在短时间激发光照射下，这种细胞膜损伤效应被应用于去改善细胞对生物活性物质的摄取力，及光化学内化(PCI)，在稍长时间的激发光照射下，产生的ROS可以达到PDT的效应。也可以通过调节激光功率与细胞膜上的PS浓度来实现细胞死亡。但是，目前面临的问题是，没有一个有效的办法能够靶向细胞膜并将PS在细胞膜上长期保留。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂及其制备方法和应用。本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现：一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂，具有以下结构式：优选地，其中，N^N配体为下列配体中的任意一类：本专利技术还揭示了一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的制备方法，包括如下步骤：S1：在155℃下加入原料联吡啶、三氯化钌和氯化锂，氮气下DMF回流8h，反应结束后冷却至室温，加入丙酮，冰冻过夜，抽滤得到黑色固体，用水和乙醚洗涤干燥即得产物a——联吡啶钌二氯桥；S2：将水和乙醇加入两口烧瓶中，氮气保护，分别称取50mga和43mgb原料——类联吡啶配体，在一定温度下回流20h，溶液由红色变为暗红色，发红光，然后加入饱和KPF6水溶液，此时有大量沉淀生成，抽滤，再用水洗涤，除去过量的KPF6和KCl，干燥即得产物c——膜靶向型的能光动力治疗的钌配合物光敏剂；结构通式为：优选地，所述联吡啶、三氯化钌和氯化锂的摩尔比为2∶1∶10，产物c的产率53％。优选地，在S1步骤中，丙酮为50mL。优选地，在S2步骤中，水为10mL，乙醇为15mL，所述一定温度为80℃。优选地，对S2步骤得到的光敏剂产物c溶解在DMSO里进行测试，测试光敏剂产物c的吸收和发射，在DMSO溶液中，钌配合物最大吸收在458nm处，以及最强荧光发射峰在620nm。本专利技术还揭示了一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的应用，对于Hela细胞杀伤力较小，可用于后期的细胞实验。一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的应用，具有特异性靶膜效果，能够很好的用于细胞膜成像。一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的应用，光照下能在细胞内产生大量活性氧；光照后产生的大量活性氧会破坏细胞膜，光动力效果较好。一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的应用，所述应用为活体肿瘤的光动力治疗，具有良好的光动力治疗效果，为光动力治疗增添了一种新思路。本专利技术技术方案的优点主要体现在：本专利技术的膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂具有长波长的发光，有利于消除细胞的背景成像的干扰。本专利技术的膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂对HeLa细胞的杀伤力很小，在此基础上，可将Ru配合物用于后续的生物测试。本专利技术的膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂能准确靶向癌细胞细胞膜，光照下能产生单线态氧，能破坏细胞膜，具有良好的光动力效果。本专利技术合成了一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂，仅仅存在于癌细胞的细胞膜，对于正常细胞的细胞膜并没有靶向作用，可以很好地将癌细胞与正常细胞区分。此外，在一定的光激发作用下，细胞膜上产生的POS能够短时间的杀死癌细胞，PDT的效率大大提高。因此，这类光敏剂有望应用于今后的活体肿瘤的光动力治疗。附图说明图1为本专利技术钌配合物的紫外-可见吸收光谱(a)和荧光发射光谱(b)。图2为本专利技术流式细胞术测试钌配合物在细胞内的毒性实验图。图3为本专利技术中HeLa与3T3细胞孵育不同浓度的钌配合物的共聚焦成像。图4为本专利技术中加有细胞核指示剂的钌配合物的共聚焦成像图。图5为本专利技术中钌配合物的共染实验。图6为本专利技术细胞膜与细胞核指示剂叠加图。图7为本专利技术中光照下钌配合物细胞内产生单线态氧实验的激光扫描共聚焦显微镜图像。图8为本专利技术中细胞内钌配合物成像与产生的活性氧成像的叠加图。图9为本专利技术光照下监控钌配合物细胞内诱导细胞凋亡实验的激光扫描共聚焦显微镜图像。图10为本专利技术中钙黄绿素与PI着色的HeLa细胞成像图。图11本专利技术在实例中钌配合物的凋亡明场成像图。具体实施方式本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本专利技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。本专利技术揭示了一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂及其制备方法和应用。细胞膜作为最重要的细胞器之一，不仅能够保证细胞的完整性而且能够保证细胞的基本功能。对细胞膜的破坏将导致细胞的凋亡、坏死和自噬，因此，细胞膜成为了PDT中一种新的靶向位点，但是，目前没有一个有效的办法能够使得光敏剂靶向细胞膜并将在细胞膜上长期保留。我们的目标是合成一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂，使其仅存在于癌细胞的细胞膜上，而对正常细胞的细胞膜没有靶向作用。因此，可以很好地将癌细胞与正常细胞区分。最重要的是，在一定的光激发作用下，细胞膜上产生的ROS能够短时间的杀死癌细胞，使得PDT的效率大大提高。一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂，具有以下结构式：其中，N^N配体为下列配体中的任意一类：本专利技术还揭示了一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的制备方法，包括如下步骤：S1：在155℃下加入原料联吡啶、三氯化钌和氯化锂，氮气下DMF回流8h，反应结束后冷却至室温，加入丙酮，冰冻过夜，抽滤得到黑色固体，用水和乙醚洗涤干燥即得产物a——联吡啶钌二氯桥；S2：将水和乙醇加入两口烧瓶中，氮气保护，分别称取50mga和43mgb原料——类联吡啶配体，在一定温度下回流20h，溶液由红色变为暗红色，发红光，然后加入饱和KPF6水溶液，此时有大量沉淀生成，抽滤，再用水洗涤，除去过量的KPF6和KCl，干燥即得产物c——膜靶向型的能光动力治疗的钌配合物光敏剂；结构通式为：所述联吡啶、三氯化钌和氯化锂的摩尔比为2∶1∶10，产物c的产率53％。在S1步骤中，丙酮为50mL。在S2步骤中，水为10mL，乙醇为15mL，所述一定温度为80℃。对S2步骤得到的光敏剂产物c溶解在DMSO里进行测试，测试光敏剂产物c的吸收和发射，在DMSO溶液中，钌配合物最大吸收在458nm处，以及最强荧光发射峰在620nm。本专利技术还揭示了一种膜靶向型的能光动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂，其特征在于：具有以下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂，其特征在于：具有以下结构式：2.根据权利要求1所述的一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂，其特征在于：其中，N∧N配体为下列配体中的任意一类：3.一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：在155℃下加入原料联吡啶、三氯化钌和氯化锂，氮气下DMF回流8h，反应结束后冷却至室温，加入丙酮，冰冻过夜，抽滤得到黑色固体，用水和乙醚洗涤干燥即得产物a——联吡啶钌二氯桥；S2：将水和乙醇加入两口烧瓶中，氮气保护，分别称取50mga和43mgb原料——类联吡啶配体，在一定温度下回流20h，溶液由红色变为暗红色，发红光，然后加入饱和KPF6水溶液，此时有大量沉淀生成，抽滤，再用水洗涤，除去过量的KPF6和KCl，干燥即得产物c——膜靶向型的能光动力治疗的钌配合物光敏剂；结构通式为：。4.根据权利要求3所述的一种膜靶向型的能光动力治疗的光敏剂的制备方法，其特征在于：所述联吡啶、三氯化钌和氯化锂的摩尔比为2∶1∶10，产物c的产率53％。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张寅，宋林娜，高鹏丽，郭颂，赵强，刘淑娟，黄维，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32