BODIPY 类新型光敏剂的合成与构效研究

Photodynamic therapy (PDT) is a noninvasive technique for the treatment of a variety of cancer tumor types。Photosensitizers are produce reactive oxygen species (ROS) upon light illumination , and ROS are commonly used to cause physiological damage and death of cell. There are many reported or commercially available photosensitizers, but most have limitations, such as structural instability, low photostability, or a limited usable range of solvent conditions. The development of novel photosensitizers, which are highly efficient, photostable, and widely applicable under various conditions, would be extremely useful.. BODIPYs generally have high extinction coefficients (ε) and high quantum efficiencies of fluorescence (Φ), which are relatively insensitive to environment (i.e., solvent polarity or pH), and they are also resistant to photobleaching. Small modifications to their structures enable tuning of their fluorescence characteristics. We prepared some substituted BODIPYs. We have been interested in trying to find a novel photosensitizer by finding the relation between the structure and efficient of photosensitizers, which are not restricted solely to therapeutic generation of singlet oxygen and are useful for in vivo imaging. A fluorescently detectable photosensitizer is beneficial for aiding in defining and adjusting parameters during PDT treatment.

光动力治疗(PDT)是一种治疗各种肿瘤的新兴无创或微创技术。在特定波长光的照射下激发光敏剂，光敏剂受激发获得能量后可以把能量转给周围的分子氧并经过一系列的能量转换，最终具有极高反应活性的反应氧族产生，导致细胞死亡。目前已报道和开发的光敏剂存在着组分不明、光稳定性差、对红光吸收小等缺点，限制了该项医学新疗法的临床推广，研制开发更符合理想条件的光敏药物已成为光动力治疗的当务之急。.BODIPY类染料高摩尔消光系数、高荧光量子产率、波长范围大、不易受环境极性和PH的影响及良好的光、氧、热稳定和不易光漂白等特点，而且对结构的微小修饰对改变荧光性质显著。本项目对其加以一系列修饰改造，通过研究其结构与光疗效果之间的构效关系，筛选得到高效低毒的一类新型光敏剂。BODIPY光敏剂不仅用于光动力治疗，还可用于在体成像的光动力诊断,将光动力治疗与诊断相结合，更有利于患者的治疗。

光动力治疗(PDT)是一种治疗各种肿瘤的新兴无创或微创技术。在特定波长光的照射下激发光敏剂，光敏剂受激发获得能量后可以把能量转给周围的分子氧并经过一系列的能量转换，最终具有极高反应活性的反应氧族产生，导致细胞死亡。目前已报道和开发的光敏剂存在着组分不明、光稳定性差、对红光吸收小等缺点，限制了该项医学新疗法的临床推广，研制开发更符合理想条件的光敏药物已成为光动力治疗的当务之急。.BODIPY类染料高摩尔消光系数、高荧光量子产率、波长范围大、不易受环境极性和PH的影响及良好的光、氧、热稳定和不易光漂白等特点，而且对结构的微小修饰对改变荧光性质显著。.本项目通过对BODIPY化合物的结构改造修饰以及构效关系的研究，优化BODIPY药物的光谱特性和光疗效果，筛选得到结构单一、光学稳定、高效低毒的光敏剂，这类光敏剂将不仅用于治疗，还可以用于在体成像。本项目对其加以一系列修饰改造，通过研究其结构与光疗效果之间的构效关系，筛选得到高效低毒的一类新型光敏剂。BODIPY光敏剂不仅用于光动力治疗，还可用于在体成像的光动力诊断,将光动力治疗与诊断相结合，更有利于患者的治疗。    .重要结果：合成新型BODIPY化合物将近一百个，首先，对所以化合物进行了结构鉴定、光物理性质和化学性质研究，所有BODIPY化合物都具有良好的光学性质，都具有成为光敏剂的潜力。其次，对其中48个化合物进行了细胞实验，其中半乳糖和葡萄糖修饰的碘代BODIPY化合物疗效最显著。最后，对这两个化合物进行了动物实验，均对肿瘤有抑制作用，尤其是对小鼠肝癌，可达到90%以上，通过荧光活体成像可观察到光敏药物主要集中在肿瘤，肝和肾脏组织也有所聚集，并通过解剖实验证明。.科学意义：荧光可视性光敏剂，通过选择性分布于肿瘤组织，使用光纤可视点和荧光成像监测系统原位探测BODIPY光敏剂激发后发出的荧光以检测皮肤和内腔器官表面分化异常的细胞，达到诊断肿瘤的目的，继而，借助激光提供的能量对肿瘤进行物理杀伤。荧光可视性的光敏剂对于PDT治疗方案的确定和调整是非常有益的。当光敏剂对恶性肿瘤和正常细胞具有差异选择性，在PDT治疗时光敏剂就成为成像制导工具，这将对于PDT的研究和临床应用具有重大意义。