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基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法技术

技术编号:41314782 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-13 14:56
基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,本发明专利技术要解决由于溶剂与单线态氧之间的相互作用,使指示剂法难以准确获得DMSO溶液中光敏剂的单线态氧量子产率问题。测量方法:一、测得光敏剂溶解液透过光谱;二、获得待测光敏剂对激发光的吸收值;三、将待测光敏剂与单线态氧指示剂DPBF加入二甲基亚砜溶剂中,利用透过光谱获得不同激发光照射时刻的指示剂浓度;四、以激发光照射时间为横坐标,以DPBF浓度变化为纵坐标,获取转折点之后指示剂的消耗速率;五‑七、采用相对法测量光敏剂的单线态氧量子产率。本发明专利技术能对DMSO溶液中光敏剂的单线态氧量子产率准确测量,规避溶剂自身被单线态氧氧化所造成的干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光敏剂领域,具体涉及光动力治疗领域中光敏剂药物在二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率的准确测量方法。


技术介绍

1、光动力疗法(photodynamic therapy,pdt)是一种近几十年内在医学领域取得显著的进展的先进治疗技术,特别在癌症治疗方面发挥着重要的作用。光动力疗法的基本原理是使用特定的光敏剂、合适波长的光照射以及氧气的共同作用来治疗疾病。其中,光敏剂是光动力治疗的核心,它可以被特定波长的激光激发,从而产生具有生物毒性的单线态氧等活性氧,这些具有生物毒性的活性氧可以有效地杀死癌细胞或病变组织,从而达到治疗癌症的效果。光动力疗法的一个显著优势是其具有很好的选择性,光敏剂通常对于健康的组织具有低毒性,并且能够在肿瘤或其他病变组织中更高效地积累。当这些光敏剂被光照射后,它们产生的活性氧仅可以在照光区域产生作用,从而能够最大限度地减少了对周围健康组织的损伤。此外,光动力疗法的另一个关键优点是其非侵袭性。而且与传统的外科手术、放疗或化疗相比,光动力疗法通常具有较少的副作用,术后恢复时间更短。光动力疗法在皮肤癌、头颈癌、肺癌、食管癌以及一些皮肤病变等治疗领域都发挥着重要的作用,光动力疗法为更多患者带来新的希望和治疗机会。在光动力治疗中,光敏剂的性质与治疗效果紧密相关,其中光敏剂的单线态氧量子产率(φδ)代表光敏剂产生单线态氧的能力,是光动力疗法中对光敏剂进行选择的重要指标,是评价光动力疗法中光敏剂的作用效果的关键参数。因此对光敏剂单线态氧量子产率进行准确测量是在相关研究中关注的问题。

2、目前,测量光敏剂的单线态氧量子产率主要采用两种方法:直接法以及间接法。直接法是基于单线态氧在波长为1270纳米处的发光特性,通过测量该波长的发光强度来计算光敏剂的单线态氧量子产率。但由于单线态氧活性高、发光效率低并且发光寿命短,这使得直接测量其磷光信号时面临较低信噪比的问题,增加了测量难度。另一方面,间接测量方法也在相关研究中得到了应用,这种方法涉及使用化学捕获探针,这些探针能够与单线态氧发生反应,从而间接地检测和量化单线态氧的生成,间接方法以其高选择性、高灵敏度和便于检测的特性而受到青睐。在间接法测量使用的指示剂中,最常用的是1,3-二苯基异苯并呋喃(dpbf),通过对激发光照射光敏剂不同时间的dpbf的吸收光谱进行测量,获得dpbf的衰减信息,进而推演获得光敏剂生成单线态氧的能力。然而,在实际相关测量中,光敏剂由于溶解性较差的问题,大多在万能溶剂二甲基亚砜(dmso)中进行单线态氧量子产率的测量,然而,dmso本身容易被单线态氧氧化,使得单线态氧无法全部被指示剂捕获,指示剂dpbf的消耗无法准确反应出单线态氧的信息,进而在dmso溶液中难以准确的获得光敏剂的单线态氧量子产率信息。因此,寻找能够排除单线态氧与溶剂之间的相互作用,进而利用单线态氧指示剂准确测量光敏剂单线态氧量子产率的方法是被迫切需要的。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了解决在万能溶剂二甲基亚砜中进行单线态氧量子产率的测量时,由于溶剂与单线态氧之间的相互作用,使得利用指示剂法难以准确获得dmso溶液中光敏剂的单线态氧量子产率的问题,而提供一种基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法

2、本专利技术基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法按照以下步骤实现:

3、一、将待测光敏剂溶解在二甲基亚砜(dmso)溶剂中,得到光敏剂溶解液,然后将光敏剂溶解液移入到(石英)比色皿中,以氘灯作为光源照射比色皿,通过光谱仪测量得到光敏剂溶解液的透过光谱;

4、二、采用氘灯作为光源获得基底溶液以及含有光敏剂溶液的透过光谱,借助于beer-lambert定律获得光敏剂吸收光谱(信息);

5、

6、其中,ips0(λ)代表基底溶液的透过光谱,ips(λ)代表含有光敏剂的溶液透过光谱,σps(λ)是光敏剂的吸收系数,nps是光敏剂浓度,l代表光程长度;因此,在特定波长的光源照射下,a是待测光敏剂对激发光的吸收值,a的表达式如下:

7、

8、其中ilaser(λ)是特定激发光源的发光光谱,利用激发光源的发光光谱以及待测光敏剂的吸收光谱进行差分处理,从而获得待测光敏剂对激发光的吸收值a;

9、三、将待测光敏剂与单线态氧指示剂dpbf同时加入二甲基亚砜(dmso)溶剂中,得到光敏剂混合液,将光敏剂混合液移入到(石英)比色皿中,以激发光源照射比色皿,光敏剂被激发与氧气生成单线态氧,改变激发光照射的时间,再以氘灯为光源通过光谱仪测量得到照射不同时间下光敏剂混合液的透过光谱i(λ),利用光敏剂混合液的透过光谱获得不同激发光照射t时刻的dpbf浓度;

10、i(λ)=i0(λ)e-σ(λ)[dpbf]l

11、其中,i0(λ)代表混合液的背底透过光谱,σ(λ)是dpbf的吸收系数,[dpbf]是在激发光照射t时刻的dpbf浓度,l代表光程长度;

12、四、以激发光照射时间t为横坐标,以为纵坐标,由于二甲基亚砜(dmso)溶剂与光敏剂生成的单线态氧之间存在相互作用,且相互作用存在反应的终止点,绘制得到折线,转折点之后的折线的斜率即为指示剂dpbf的消耗速率k,取转折点之后指示剂dpbf的消耗速率为k2;

13、五、采用相对法测量光敏剂的单线态氧量子产率,选择单线态氧量子产率φδr已知的光敏剂作为参比光敏剂,将步骤一中的待测光敏剂替换为参比光敏剂,获得参比光敏剂对激发光的吸收值ar;

14、六、将步骤三中的待测光敏剂替换为参比光敏剂,得到参比混合液,绘制参比混合液中dpbf的消耗速率折线,取转折点之后dpbf的消耗速率kr;

15、七、通过以下公式计算得到待测光敏剂的单线态氧量子产率φδ;

16、

17、其中,a和ar分别是待测光敏剂以及参比光敏剂对激发光的吸收值。

18、为排除溶剂与单线态氧之间的相互作用,使得利用指示剂法可以准确获得dmso溶液中光敏剂的单线态氧量子产率,本专利技术提供了一种基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法。该方法利用光谱学相关手段,通过光敏剂被特定波长激发光照射后生成单线态氧,单线态氧将指示剂dpbf氧化,造成指示剂吸收光谱的规律性下降。单线态氧也会与溶剂dmso本身发生相互作用,并且通过光谱学手段观察到该反应进行一段时间后出现反应终止现象,通过终止点判断,获得指示剂dpbf被氧化的真正消耗速率,进而获得dmso溶液中光敏剂的单线态氧量子产率的值。

19、与现有技术相比,本专利技术基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法包括以下有益效果:

20、1、本专利技术所述的一种基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法。能够对dmso溶液中光敏剂的单线态氧量子产率进行准确测量,规避溶剂自身被单线态氧氧化所造成的干扰。

21、2、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于该测量方法按照以下步骤实现:

2.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤一中以氘灯作为光源,在光源和比色皿之间设置有透镜,使氘灯发射的光经过透镜平行照射到比色皿中。

3.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤一中光敏剂溶解液中光敏剂的浓度为0.2~1μM。

4.根据权利要求3所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤一中光敏剂溶解液中光敏剂的浓度为0.2~0.5μM。

5.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤二中采用激发光照射光敏剂溶解液,控制激发光的波长大于360nm。

6.根据权利要求5所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤二中采用激发光照射光敏剂溶解液,控制激发光的波长为521nm。

7.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤三中将光敏剂混合液移入到比色皿中,以激发光源照射比色皿,控制照射时间不少于10min。

8.根据权利要求7所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤三中将光敏剂混合液移入到比色皿中,以激发光源照射比色皿,控制照射时间为10~20min。

9.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤六中所述的参比光敏剂选用虎红。

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【技术特征摘要】

1.基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于该测量方法按照以下步骤实现:

2.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤一中以氘灯作为光源,在光源和比色皿之间设置有透镜,使氘灯发射的光经过透镜平行照射到比色皿中。

3.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤一中光敏剂溶解液中光敏剂的浓度为0.2~1μm。

4.根据权利要求3所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤一中光敏剂溶解液中光敏剂的浓度为0.2~0.5μm。

5.根据权利要求1所述的基于单线态氧指示剂的二甲基亚砜溶液中的单线态氧量子产率测量方法,其特征在于步骤二中采用激发光照...

【专利技术属性】
技术研发人员:张治国寇萌秦峰王永达胡铮
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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