新型双光子光动力治疗用光敏染料的研究

双光子光动力治疗具有对生物组织穿透性好、损伤小、空间选择性高的特点，对肿瘤治疗领域具有重要的科学意义和广泛的应用前景。由于传统光动力治疗用血卟啉类衍生物的双光子吸收截面很小（不到10 GM），限制了双光子技术的直接应用，因而目前该研究的核心是开发出既具有大双光子吸收截面又具有高光动力活性的水溶性光敏染料。已见文献报道的双光子光动力治疗用光敏染料普遍存在分子结构复杂、合成成本很高的突出缺点，将来走向实用化的可能性非常小。本项目计划通过环糊精包结和引入水溶性基团两种方式将分子结构简单、容易大量制备、生物兼容性好、同时具有较大双光子吸收截面的亚苄基环戊酮染料和香豆素酮染料制备成水溶性的光敏剂，研究其在水体系中的双光子吸收、单线态氧量子产率等性质，并通过细胞和动物实验研究其对肿瘤细胞和活体肿瘤的双光子光动力杀伤效果，探索开发具有实用前景的双光子光动力治疗用光敏染料。

本研究的目的是开发出既具有大双光子吸收截面又具有高光动力活性及生物相容性的新型光敏染料并探索其在肿瘤治疗领域的可行性。基于具有较大双光子吸收截面的亚苄基环戊酮染料或香豆素酮染料骨架，通过引入能有效改善水溶性的低聚乙烯醇链段或乙酸钠基团，研制出了25种新型光敏染料，通过基础性质研究，筛选出17种光敏染料开展了细胞水平的光动力效果评价，其中10种染料观察到了明显的双光子光动力效果，进一步筛选出2种染料开展了荷瘤小鼠水平的光动力治疗效果评价，均观察到了明显的抑制肿瘤生长的效果，并且染料能满足临床静脉给药要求，在小鼠体内的暗毒性低、代谢快，初步证实了新研制染料应用于双光子光动力治疗的可行性和有效性。通过三年的努力工作，上述研究成果已在Org. Biomol. Chem., J. Photochem. Photobiol. A: Chem., Phys. Chem. Chem. Phys. 等期刊上发表学术论文5篇(其中SCI收录4篇，EI收录1篇)，发表国际会议论文2篇、国内会议论文2篇，申请中国发明专利3项。