聚乙二醇修饰药物运输荧光高分子研究

摘要

近年来伴随着生物医学的快速发展，对于抗癌新方法的探究成为了科学关注的焦点之一。由于现代社会癌症的病发率日益增长，对于癌症的预防，治疗手段也日益趋于多样化。目前对于癌症的治疗方法还是以传统的化疗手段为主，其他新型治疗方式也包括放疗，手术切除，基因疗法，光动力治疗等。化疗有其方便性和有效性，但是化疗对于患者造成的副作用大这一现象同样也成为了困扰临床医学的难题，而基因疗法受限于当代的医疗条件未能广泛的普及应用。光动力治疗法作为一种新型的抗癌治疗手段，有创伤小，适用于局部治疗等多种特点，使得该方法受到了更多的关注。由于人体内水分含量很高，而现阶段的光动力治疗中大多数光敏剂药物都具有疏水性的特点，因此，要构建一种安全的具有亲水性特点且可以携带多种不同药理作用的药物载体，能够实现多种治疗方法，这样势必可以提高癌症的治愈率。 本论文将荧光分子化学与超分子化学相结合，设计并合成了一种聚乙二醇修饰的双溴取代氟硼吡咯(BODIPY)。以双溴代氟硼吡咯为主体合成光敏化剂骨架化合物M1，从聚乙二醇单甲醚(mPEG)出发合成亲水性修饰侧链化合物M2，最后将二者通过C=N双键形成最终目标化合物M3，此外，还设计合成了一种新型聚集诱导荧光探针M4，并研究其针对硫化氢的识别性能。 本论文中设计合成的中间体和目标化合物分子通过使用1H-NMR，13C-NMR和MS等仪器表征方法来确定其结构。最终目标化合物M3含有mPEG为主体结构的超分子长支链，含有该结构的化合物具有亲水性特点，是良好的水溶性物质，可以作为药物载体在血液中进行药物运输，且化合物M3还含有双溴BODIPY结构体系，该体系化合物具有光敏化性能，可以作为好的光动力治疗药剂。在此基础上研究该水溶性光敏化超分子材料在兼具光动力治疗和抗癌药物运输方面的性能。 本论文研究的兼具药物运输和光动力治疗产物，对癌症治疗提供一种新方式，新策略，各个步骤可行性高，各步合成产率良好。另外，目标产物已进入生物活性的测试阶段。

目录

声明

摘要

注释表

1绪论

1．1选题背景

1．2癌症概述

1．2．1癌症简介

1．2．2癌症的微环境

1．2．3抗癌药物介绍

1．3聚乙二醇修饰简介

1．3．1聚乙二醇概述

1．3．2聚乙二醇修饰药物的优点

1．3．3聚乙二醇对药物的修饰

1．4荧光

1．4．1荧光的概述

1．4．2荧光基团

1．5光动力治疗

1．5．1光动力治疗概述

1．5．2光动力治疗机理

1．5．3光动力治疗特点

1．5．4光动力治疗在抗癌研究中的应用

1．6聚集诱导荧光探针

1．6．1聚集诱导发光现象

1．6．2荧光探针

1．6．3荧光探针的研究

1．7选题意义

2实验部分

2．1实验所使用的化学试剂和化学分析仪器

2．2目标产物总合成路线设计

2．3总反应设计的具体分步合成步骤

2．3．1中间产物A1的制备

2．3．2中间产物水杨醛单腙的制备

2．3．3中间产物D3的制备

2．3．4中间产物2-叠氮基-9芴酮的制备

2．3．5中间产物2,4-二甲基吡咯的制备

2．3．6中间产物C1(BODIPY)的制备

2．3．7目标产物M1的制备

2．3．8目标产物M2的制备

2．3．9目标产物M3的制备

2．3．10目标产物M4的制备

2．4 M3分子单线态氧产率与药物运输实验测试部分

2．4．1测试溶液的配置

2．4．2试剂的紫外光谱测定

2．4．3试剂的荧光光谱测定

2．4．4产物在可见光和紫外光(365nm)下的对比

2．4．5单线态氧产率的计算方法

2．5聚集诱导荧光探针的实验测试部分

2．5．1测试溶液的配置

2．5．2试剂的紫外吸收光谱测定

2．5．3试剂的荧光发射光谱测定

3实验结果与讨论

3．1中间产物及目标化合物的合成

3．1．1中间产物的合成

3．1．2目标产物的合成

3．2中间产物及目标产物的表征数据

3．3 M3分子单线态氧性能与药物运输测试结果与讨论

3．3．1紫外吸收光谱测定

3．3．2光敏剂药物在水溶液中的产生单线态氧的变化曲线

3．3．3 M3分子在酸性环境下产生单线态氧的变化曲线

3．3．4 M3分子和盂加拉玫瑰红紫外最大吸收值变化图

3．3．5 M3分子和孟加拉玫瑰红拟合曲线

3．3．6用M3进行阿霉素药物运输的荧光谱图

3．3．7单线态氧产率的计算

3．3．8M3分子与孟加拉玫瑰红在可见光和紫外光下对比

3．3．9 M3分子药物运输兼具细胞光动力治疗的机理与讨论

3．4．1紫外吸收光谱测定

3．4．2 M4在不同溶剂配比中的荧光性能

3．4．3 M4分子的硫氢化钠滴定荧光谱图

结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文和专利情况