一种高电荷阳离子卟啉在制备PDT纳米光敏剂中的应用制造技术

本发明专利技术公开一种高电荷阳离子卟啉在制备PDT纳米光敏剂中的应用，本发明专利技术利用八电荷水溶性卟啉化合物——八碘化5,10,15,20‑四{4‑[2‑[1,4‑二甲基‑4‑(2‑羟乙基)哌嗪‑1‑基]乙氧基]苯基}卟啉(OMHEPzEOPP)

Application of a high charge cationic porphyrin in the preparation of PDT nano photosensitizer

【技术实现步骤摘要】
一种高电荷阳离子卟啉在制备PDT纳米光敏剂中的应用
本专利技术属于光动力治疗(PDT)、化学分析和生物化学领域，特别是涉及一种高电荷阳离子卟啉在制备PDT纳米光敏剂中的应用。
技术介绍
从古至今，癌症一直是一种顽固性的疾病，并且严重威胁人类健康和社会发展。常见的癌症治疗方法有：手术治疗，化疗，放疗，超声治疗，基因治疗，免疫治疗，磁热疗，光热治疗和光动力治疗等。目前，在癌症的治疗方法中放疗、化疗等传统方法都存在一些弊端。在治疗过程中不仅杀死患癌组织和细胞，它也会使正常的器官丧失功能从而引起的严重的副作用而且长期用药会导致肿瘤多药性和耐药性。然而，前景大好的光动力疗法因其选择性地破坏恶性细胞(只在光照区域产生治疗作用)而不伤害正常组织。参考文献可见如VanS.D.,MashayekhiV.,DeB.S.H.,etal,OncologicPhotodynamicTherapy:BasicPrinciples,CurrentClinicalStatusandFutureDirections[J].Cancers,2017,9。又因具有创伤小、毒性小、能重复作用、不干扰传统治疗等优点越来越得到广泛的关注。光动力疗法是一种具有高度选择性或称靶向性的药械联用技术，它是在对临床医学、光学和光电子学进行渗透融合之后产生的新型技术。我国开展光动力疗法的临床研究和应用已有近三十年的历史，收治了大量病种和病例。它的主要作用机理依赖于光敏剂(PS)，用适当波长的光选择性地照射病灶，在有氧气存在的情况下，通过PS分子生成单线态氧(1O2)或活性氧(ROS)，诱导细胞毒性，导致细胞死亡和组织破坏。目前已报道有TMPyP4等多种水溶性阳离子卟啉已被广泛用作光敏剂，因为卟啉类化合物具有很高的吸光能力并在高能量的激发下反应释放能量实现电子的转移。参考文献可见如C.Zhou,Chem.Commun.2011,47,2982-2984。水溶性良好为其在生物领域的应用提供了保障。但目前临床应用的光敏剂还存在着细胞摄取量低、暗毒性较强、靶向性差、吸收光波长短(导致低组织穿透能力和减少潜在治疗深部肿瘤)等缺陷。只有克服了上述缺点，水溶性阳离子卟啉类光敏剂才能真正的进一步广泛应用于癌症、肿瘤的治疗中。由于卟啉类化合物的卟吩环和G-四分体平面尺寸相互匹配存在π-π堆积作用，卟啉能促进G-四链体的形成并能对其产生稳定作用。OMHEPzEOPP具有良好的水溶性，已报道它能在单链DNA、双链DNA存在下特异性识别G-四链体。参考文献可见ZhangL.M.,CuiY.X.,ZhuL.N.,ChuJ.Q.,KongD.M.CationicporphyrinswithlargesidearmsubstituentsasresonancelightscatteringratiometricprobesforspecificrecognitionofnucleicacidG-quadruplexes[J].NucleicAcidsRes.,2019,47:2727-2738.这就为八电荷水溶性阳离子卟啉OMHEPzEOPP作为以G-四链体为靶点的PDT光敏剂奠定了重要基础，而且比四电荷水溶性阳离子卟啉(TMPipEOPP)4+·4I-与G-四链体的结合效果更好。同时，借助G-四链体AS1411(序列为GGTGGTGGTGGTTGTGGTGGTGGTGG，摩尔消光系数为250800L·mol-1·cm-1)能够特异性识别肿瘤细胞表面过度表达的核仁素，使复合光敏剂具有一定的靶向性。在光敏剂中引入纳米材料多肽，通过配位作用和静电非共价相互作用自组装形成具有EPR效应的超分子纳米复合光敏剂，使这种超分子纳米复合光敏剂能够在肿瘤细胞内稳定地存在并富集，从而进一步探究其在肿瘤细胞的光动力效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种高电荷阳离子卟啉在制备PDT纳米光敏剂中的应用，本专利技术利用八电荷水溶性卟啉化合物——八碘化5,10,15,20-四{4-[2-[1,4-二甲基-4-(2-羟乙基)哌嗪-1-基]乙氧基]苯基}卟啉(OMHEPzEOPP)8+·8I-(以下简称OMHEPzEOPP)与多肽类纳米载体相结合，并应用于制备能够特异性识别肿瘤细胞的纳米PDT光敏剂。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种通过高电荷阳离子卟啉制备PDT纳米光敏剂中的方法，包括以下步骤：(101)将1mg/mL芴基甲氧基羰基-L-组氨酸(Fmoc-H)和0.5mMZnCl2在水溶液中自组装形成纳米球形结构，记作Fmoc-H/Zn2+；(102)向上述制备得到的Fmoc-H/Zn2+中加入2MTris-HCl缓冲液溶解的OMHEPzEOPP，使OMHEPzEOPP终浓度为1mg/mL，得到一种混合物；将这种混合物混匀后置于离心机中进行离心，去掉上清液并用Tris-HCl缓冲液重悬得到重悬液，记作Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP；(103)将0.5μMAS1411溶解于20mMTris-HCl缓冲液中，加入上述重悬液Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP，同时加入超纯水和20mM的KCl溶液，混匀后置于离心机中进行离心，去掉上清液并用Tris-HCl缓冲液重悬，最终得到超分子纳米复合光敏剂，记作Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP/AS1411；(104)利用紫外-可见光谱、动态光散射(DLS)和Zetapotential、透射电镜验证上述超分子纳米复合光敏剂的形成。进一步的，步骤(102)和(103)中离心时的转速均为14000r，离心时间均为20min，且在4℃下进行。还提供一种八电荷水溶性卟啉化合物在制备PDT纳米光敏剂中的应用，述八电荷水溶性卟啉化合物的结构式为：化学名为：八碘化5,10,15,20-四{4-[2-[1,4-二甲基-4-(2-羟乙基)哌嗪-1-基]乙氧基]苯基}卟啉。一种八电荷水溶性卟啉化合物在制备PDT纳米光敏剂中的应用实验方法，包括以下步骤：(401)通过细胞对超分子纳米复合光敏剂Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP/AS1411进行摄取和共聚焦荧光成像；将Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP/AS1411(其中OMHEPzEOPP浓度为0.5μM)与HeLa细胞共同孵育1h，4h，12h，24h后，用PBS洗3次以除去未摄取的药物，然后用4％多聚甲醛固定细胞15min；激光共聚焦成像使用OlympusIX-81显微镜进行成像，选择458nm作为二极管泵浦激光器激发波长。(402)对活细胞内产生的单线态氧进行检测；2',7'-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)作为活细胞内单线态氧的指示剂；将Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP/AS1411(其中OMHEPzEOPP浓度为0.5μM)与HeLa细胞共同孵育4h后，用PBS洗3次以除去未摄取的药物，然后将含有1μLDCFH-DA的无血清培基与细胞共同孵育30min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过高电荷阳离子卟啉制备PDT纳米光敏剂中的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(101)将1mg/mL芴基甲氧基羰基-L-组氨酸(Fmoc-H)和0.5mM ZnCl

【技术特征摘要】
1.一种通过高电荷阳离子卟啉制备PDT纳米光敏剂中的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(101)将1mg/mL芴基甲氧基羰基-L-组氨酸(Fmoc-H)和0.5mMZnCl2在水溶液中自组装形成纳米球形结构，记作Fmoc-H/Zn2+；
(102)向上述制备得到的Fmoc-H/Zn2+中加入2MTris-HCl缓冲液溶解的OMHEPzEOPP，使OMHEPzEOPP终浓度为1mg/mL，得到一种混合物；将这种混合物混匀后置于离心机中进行离心，去掉上清液并用Tris-HCl缓冲液重悬得到重悬液，记作Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP；
(103)将0.5μMAS1411溶解于20mMTris-HCl缓冲液中，加入上述重悬液Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP，同时加入超纯水和20mM的KCl溶液，混匀后置于离心机中进行离心，去掉上清液并用Tris-HCl缓冲液重悬，最终得到超分子纳米复合光敏剂，记作Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP/AS1411；
(104)利用紫外-可见光谱、动态光散射(DLS)和Zetapotential、透射电镜验证上述超分子纳米复合光敏剂的形成。


2.根据权利要求1所述一种通过高电荷阳离子卟啉制备PDT纳米光敏剂中的方法，其特征在于，步骤(102)和(103)中离心时的转速均为14000r，离心时间均为20min，且在4℃下进行。


3.一种八电荷水溶性卟啉化合物在制备PDT纳米光敏剂中的应用，其特征在于，所述八电荷水溶性卟啉化合物的结构式为：



化学名为：八碘化5,10,15,20-四{4-[2-[1,4-二甲基-4-(2-羟乙基)哌嗪-1-基]乙氧基]苯基}卟啉。


4.一种八电荷水溶性卟啉化合物在制备PDT纳米光敏剂中的应用实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
(401)通过细胞对超分子纳米复合光敏剂Fmoc-H/Zn2+/OMHEPzEOPP/AS1411进行摄取和共聚焦荧光成像；
(402)对...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱莉娜，楚俊卿，李永晖，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12