轴向取代硅酞菁光动力治疗光敏剂的合成、表征与性能测试

摘要

硅酞菁是中心配位原子为硅的酞菁。众所周知，酞菁具有平面共轭结构，这种结构使得它极易发生聚集，在常用有机溶剂及水中的溶解性较差，大大影响了酞菁作为光动力治疗光敏剂的效果。通过引入官能团对酞菁类配合物进行修饰可以改善酞菁类化合物的溶解性。由于硅的六配位属性，使得硅酞菁不但可以对酞菁环周环进行修饰，还能够在轴向上引入配体，通过官能团功能化以及结构上增加空间位阻两方面来改善其聚集性状。除此之外，硅酞菁还具有生物相容性好，制备产率高纯度高等优点。但是到目前为止，对硅酞菁的研究还相对较少。
　　在本论文中，我们合成了四种轴向取代硅酞菁配合物，对其进行了结构表征并研究了他们的光物理化学性质及生物性质。论文的主要内容如下:
　　1.以二氯硅酞菁为原料，合成了四种轴向取代硅酞菁配合物:二[（1-羧基乙酯）甲氧基]酞菁硅，二[（5-羧基乙酯）戊氧基]酞菁硅，二[（4-羧基甲酯）苯氧基]酞菁硅和二（甲氧基）酞菁硅。利用核磁氢谱、碳谱，紫外可见光谱，高分辨质谱，红外光谱，元素分析等对所制备硅酞菁配合物进行了表征，确定已经成功合成列所设计的分子。
　　2.利用气相扩散法对所合成硅酞菁进行晶体生长，最终成功生长出了二[（1-羧基乙酯）甲氧基]酞菁硅和二（甲氧基）酞菁硅晶体。我们使用单晶X射线衍射仪对这两种晶体进行了结构测定，并得到晶体解析结果。最终结果显示，所生长出的两种硅酞菁单晶均为为三斜晶系，空间群为P-1。在二（甲氧基）酞菁硅单晶中，与Si相连接的甲氧基可以在一定程度上进行转动。
　　3.利用紫外可见光谱，对几种硅酞菁配合物及无取代酞菁锌的DMF溶液进行光稳定性研究。结果表明，随着光照时间的延长，酞菁配合物有少量分解，表现出了远好于锌酞菁的光稳定性。此外我们还对所合成的硅酞菁进行了荧光量子产率(ΦF)、单线态氧产率(Φ△)的测试，其中，二（甲氧基）酞菁硅表现出了最好的光物理化学性质，其荧光量子产率和单线态氧量子产率分别为0.46和0.50，较高的荧光量子产率和单线态氧产率表明硅酞菁作为光敏剂具有一定的优越性。
　　4.利用Hela细胞和Siha细胞，我们对四种轴向取代硅酞菁配合物进行了细胞吸收实验、离体生物毒性测试和荧光成像实验。在两种细胞中我们所合成硅酞菁配合物对细胞的作用都有较好的重复性，并有较好的剂量-细胞致死量关系，二[（1-羧基乙酯）甲氧基]酞菁硅和二（甲氧基）酞菁硅同时具有较高光毒性和低暗毒性，其在Hela细胞中的半致死浓度(IC50)分别为0.42和0.30μM，符合理想光敏剂的特点。几种光敏剂在Hela细胞中所呈荧光强度均强于同样培养条件及拍照条件下的Siha细胞内荧光。在实验中我们观察到，连续拍摄时随着拍照时间的延长，细胞内产生的荧光强度逐渐减弱，光敏剂都发生了光漂白作用。