一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂及其制备方法和应用，其光敏剂的结构式如下，该光敏剂具有线粒体靶向能力、高识别特异性、ClO

【技术实现步骤摘要】
一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着医疗技术的发展，人们对医疗质量的要求也越来越高，对于肿瘤组织的精准定位和精确治疗是未来医疗的必然研究方向。近年来，光动力疗法(PDT)成为一种有吸引力的肿瘤治疗技术，这主要是因为其在非侵入性治疗和精确可控性方面具有显著优势。原则上，PDT使用可忽略不计细胞毒性的光敏剂(PS)与光的组合，将肿瘤细胞中的分子氧转化为一系列反应性极强的活性氧(ROS)，特别是单线态氧(1O2)，诱发细胞死亡。得益于PS固有的荧光，PDT为荧光影像引导肿瘤治疗提供了令人兴奋的前景。
[0003]不幸的是，传统光敏剂由于分子间π
‑
π堆叠而遭受聚集引起淬灭(ACQ)效果，导致成像质量和ROS产氧量低下。新型聚集诱导发光(AIE)光敏剂相比于传统的ACQ类光敏剂，具有更好的光稳定性，保证了成像质量和光动力学治疗效果。虽然AIE光敏剂具备诸多优点，但仍存在一些问题亟待解决。第一，如何实现更有效的系间窜越(ISC)过程以达到更高效的ROS产生效率；第二，如何实时监测基于AIE光敏剂的PDT过程，以实现更有效的细胞信息传递；第三，如何将高效发光的AIE光敏剂在实际应用中靶向肿瘤，以实现精准影像诊断并引导光动力治疗。显然，目前迫切需要开发一种高性能AIE光敏剂，能够准确地区分正常组织和肿瘤组织，从而为临床提供准确的诊断和治疗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是在现有技术的基础上，提供一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂PTZSPY，具有线粒体靶向能力、高识别特异性、聚集诱导发光特性、ClO
‑
激活荧光以及伴随的1O2原位产生用于PDT，可用于选择性监测ClO
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以区分癌细胞和PDT诱导的癌细胞消融。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种上述光敏剂PTZSPY的制备方法。
[0006]本专利技术的又一专利技术目的是提供上述光敏剂，具有靶向线粒体进行体内外荧光成像诊断、发挥光动力治疗效果的医药用途，特别是体内外肿瘤细胞和组织的荧光成像诊断和/或治疗。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂PTZSPY，具体结构式如下所示：
[0009][0010]在光照射下，光敏剂可以被激发到单线激发态，光敏剂可以从该激发态通过辐射途径发出荧光，或进行系统间交叉(ISC)成为三线态后将能量给氧气形成ROS。不幸的是，这两者是竞争关系的，因为光敏剂(PSs)在PDT过程中不可避免地会以荧光的形式释放大量能量。许多报告表明，I
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作为抗衡阴离子在其他盐中表现出最高的光敏性能。然而，I
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的存在也使得PS的发射性较弱。本专利技术基于这一原理并利用肿瘤微环境中高表达的次氯酸刺激选择性地激活荧光。因此，即使在聚集状态下开发“开启”荧光和高ROS生产能力对于高效的荧光引导光动力治疗也具有重要意义。
[0011]在本专利技术中，在制备用于ClO
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线粒体靶向可视化和癌细胞消融的聚集诱导发射荧光探针PTZSPY作为光敏剂时，首先，利用吩噻嗪作为强电子供体和ClO
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荧光检测基团，开发了基于N
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取代的AIE构建块以克服聚集引起的猝灭。随后，引入了带正电荷的吡啶鎓盐通过静电作用靶向线粒体。最后，噻吩桥接单元扩展了π共轭骨架以进行红色发射，并进一步提高分子内D
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A强度。
[0012]本专利技术提供的用于ClO
‑
激活荧光的线粒体靶向和可视化肿瘤细胞消融的聚集诱导发射荧光探针PTZSPY作为光敏剂时，具有以下几点优势：(1)引入配位的碘负离子，通过碘重原子效应使其达到更高效的ROS产生效率；(2)通过吡啶鎓盐的阳离子靶向肿瘤细胞中膜负电位较高的线粒体，实现了动态监测肿瘤细胞光动力消融；(3)肿瘤细胞中ClO
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含量高于正常细胞，利用肿瘤细胞中高表达的ClO
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准确开启荧光，与ClO
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响应之后的PTZSPY＝O同时具备AIE光学性质和PDT功能，从而达到精准诊疗的目的。
[0013]在本专利技术中，具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂PTZSPY的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
[0014][0015]进一步地，具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂PTZSPY的制备方法，它包括以下更详细的步骤：
[0016](1)10H
‑
吩噻嗪、N
‑
溴代琥珀酰亚胺与THF混合均匀进行化学反应制备3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪；
[0017](2)在PdCl2(dppf)和K2CO3存在的条件下，3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪与(5
‑
甲酰基噻吩
‑2‑
基)硼酸进行化学反应制备化合物3；
[0018](3)在Pd2(dba)3、t
‑
Bu3P和t
‑
BuONa存在的条件下，化合物3与溴苯进行化学反应制备化合物4；
[0019](4)在哌啶存在的条件下，化合物1、化合物4与无水乙醇混合均匀，加热至回流温度进行化学反应制备荧光探针PTZSPY。
[0020]对于本专利技术而言，在步骤(1)中，10H
‑
吩噻嗪与N
‑
溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1:0.8～1.5，可以但不局限于1:0.8、1:0.9、1:0.95、1:1、1:1.05、1:1.2、1:1.3或1:1.5，为了获得更好的效果，10H
‑
吩噻嗪与N
‑
溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1:1。
[0021]在步骤(2)中，3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪与(5
‑
甲酰基噻吩
‑2‑
基)硼酸的摩尔比为1:1～2，可以但不局限于1:1、1:2、1:25、1:1.3、1:1.35、1:1.4、1:1.6、1:1.8或1:2，为了获得更好的效果，3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪与(5
‑
甲酰基噻吩
‑2‑
基)硼酸的摩尔比为1:1.3。
[0022]进一步地，3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪与PdCl2(dppf)的摩尔比为1:0.03～0.1，可以但不局限于1:0.03、1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂，具体结构式如下所示：2.权利要求1所述的具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：3.根据权利要求2所述的具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：(1)10H
‑
吩噻嗪、N
‑
溴代琥珀酰亚胺与THF混合均匀进行化学反应制备3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪；(2)在PdCl2(dppf)和K2CO3存在的条件下，3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪与(5
‑
甲酰基噻吩
‑2‑
基)硼酸进行化学反应制备化合物3；(3)在Pd2(dba)3、t
‑
Bu3P和t
‑
BuONa存在的条件下，化合物3与溴苯进行化学反应制备化合物4；(4)在哌啶存在的条件下，化合物1、化合物4与无水乙醇混合均匀，加热至回流温度进行化学反应制备荧光探针PTZSPY。4.根据权利要求3所述的具有次氯酸激活荧光和线粒体靶向功能的光敏剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述10H
‑
吩噻嗪与N
‑
溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1:0.8～1.5，优选为1:1；在步骤(2)中，所述3
‑
溴
‑
10H
‑
吩噻嗪与(5
‑
甲酰基噻吩
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄统辉，闫世荣，姬恒，余永波，
申请(专利权)人：徐州医科大学，
类型：发明
国别省市：