【正文】
作為第二代光敏劑中的代表與目前用于臨床的HpD和Photofrin Ⅱ相比具有如下優(yōu)點:組分單一,在紅光去(650nm)摩爾吸光系數(shù)大,對腫瘤細(xì)胞選擇性好,單線態(tài)氧量子產(chǎn)率高,代謝快,患者避光時間短。目前報道的二氫卟吩類光敏劑雖有獨特的優(yōu)點,但仍存在著以下不足:如水溶性差、人體吸收困難和腫瘤特異性攝入率不夠高以及由此導(dǎo)致的毒性反應(yīng);它們本身是多種成分的混合物且有效成分結(jié)構(gòu)不明確等。光敏劑的光譜特性是人們進(jìn)行PDT實驗研究和臨床應(yīng)用的理論基礎(chǔ),也是選擇PDT的激光光源理論依據(jù)。在實現(xiàn)激光誘導(dǎo)熒光診斷惡性腫瘤和光動力療法中,首先必須考慮的是用什么光敏劑,用什么光源激發(fā),檢測什么波長范圍的熒光,希望能查出的腫瘤的熒光強度如何等等。因為PDT實際上市光和光敏劑在生物組織中與分子氧發(fā)生光化反應(yīng)的過程,光敏劑分子經(jīng)過光化反應(yīng)后失去活性,所以經(jīng)過一段時間的光照后,組織中的活性光敏劑必然減少,另外生物組織本身對光敏劑也有清除作用,這就造成生物組織中具有活性的光敏劑濃度隨著光照時間不斷減少[55]。臨床診斷過程中,醫(yī)師對病人每個部位的檢查時間都很短,在受檢時間內(nèi)組織對光敏劑的清除作用可以忽略不計,真正起決定作用的是光敏劑自身的光漂白作用[58]。另外,郝建冬論文中關(guān)于二氫卟吩e6及其衍生物的HPLC檢測方法只討論了單一的色譜條件,缺乏對比性;且沒有進(jìn)行關(guān)于HPLC方法學(xué)考察的實驗,無法對其建立的色譜條件進(jìn)行評價。圖21 二氫卟吩e6的合成路線Fig. 21 The total synthesis route of chlorine e62. 增量合成實驗參考文獻(xiàn)[3]得出的合成二氫卟吩的最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)體系隔絕氧氣,并通入氮氣,于140℃回流25min。取干燥后的二氫卟吩e6粗品用氯仿進(jìn)行溶劑法萃取,干燥后經(jīng)HPLC檢測。盡管二氫卟吩e6的長波吸收在660nm,目前的分析工作仍在S帶進(jìn)行檢測。用此方法檢測二氫卟吩e6得到圖26。綜上所述三種方法,方法2的條件是應(yīng)用高效液相色譜法檢測二氫卟吩e6的最佳條件,論文中有關(guān)檢測二氫卟吩e6的高效液相色譜法條件均采用這個條件進(jìn)行。表24 精密度實驗結(jié)果Table24. Result of precision test 進(jìn)樣序號123456結(jié)果 RSD峰面積(107)%從表24中可知,%,說明用該方法檢測二氫卟吩e6的精密度較高。采用PLATISIL ODS (5μm , 250mm)色譜柱以pH mol/L的醋酸銨—甲醇溶液作為流動相進(jìn)行反相梯度洗脫;梯度洗脫條件:甲醇85%(%/min)→100%; mL?min1的流速進(jìn)行梯度洗脫,檢測波長為407 nm。以峰面積對濃度做曲線,計算出回歸方程;以信噪比為3確定方法的檢出限,結(jié)果見表22。 —甲醇作為緩沖液,在檢測波長為407nm處進(jìn)行梯度洗脫:70(6min)—70(2%/min)—100。另外,二氫卟吩e6樣品中潛在的一系列雜質(zhì)(大多數(shù)卟啉環(huán)結(jié)構(gòu)的物質(zhì))在660nm也有強吸收[5]。因此,研究出一種可靠的、有重現(xiàn)性的定量和定性檢測新型光敏劑組成的檢測方法是保證二氫卟吩e6產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要問題。首先采用文獻(xiàn)中的小劑量原料()進(jìn)行合成實驗,驗證方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。 實驗部分 儀器、藥品及試劑主要試劑:葉綠素粗品 浙江海寧天然色素廠二氫卟吩e6標(biāo)準(zhǔn)品 Frontier Scientific(USA)二氫卟吩e6粗品 實驗室自制甲醇(HPLC) 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司重蒸水 實驗室自制主要儀器:Waters 600高效液相色譜儀 美國Waters 公司W(wǎng)aters 2487紫外檢測器 美國Waters 公司PLATISIL ODS 5μm (250mm) 色譜柱 迪馬科技公司UV2550 紫外可見分光光度計 日本島津公司 實驗方法 二氫卟吩e6的高效液相色譜法,用津騰 PVDF濾膜過濾()過濾。對于同一種光敏劑,它的漂白時間將隨入射光的光能流率的增大而減小。θ指的是使具有光動力活性的光敏劑濃度下降到原來的1/e=,單位J/m2, θ與光波長、光敏劑及光敏劑的原始濃度等有關(guān)。 光敏劑的光漂白特性理想的PDT光敏劑,除了需要有較強的紅光吸收特性及較高的單態(tài)氧量子產(chǎn)率外,還需要考察光敏劑的藥效問題。過多的光敏劑分布于癌組織中勢必會影響光的穿透深度,然而使用過少的光敏劑又不能產(chǎn)生應(yīng)有的療效。采取保留卟吩母核骨架結(jié)構(gòu)、改造周邊基團的合成方法,從而增加組織攝入量,以提高對腫瘤的選擇性療效。但其主要缺點是水溶性差,在人體內(nèi)吸收困難。姚建忠等人[50]中報道的二氫卟吩e4的合成方法為,取二氫卟吩e6溶于吡啶,回流后用酸中和pH56,過濾干燥,得粗品,見圖12。近年來,藥物化學(xué)工作者重點研究發(fā)展組成單一、結(jié)構(gòu)明確、對腫瘤選擇性攝入率高、光動力效應(yīng)強及毒性低的第二代腫瘤光敏劑[47]。HeNe激光器功率太?。?00mW),氬離子和銅蒸汽激光器在經(jīng)染料泵改變激光束波長后,治療光的實際功率僅為原輸出功率的10%—20%左右,如果輸出的治療光總功率要求達(dá)到12W,則波長轉(zhuǎn)換前的原始激光器總輸出功率就要達(dá)到1020W,而事實上載此值的1/4—1/2時已使激光器不堪負(fù)荷而故障頻頻,無法完成治療。 光動力治療存在的問題和前景展望PDT具有相對特異性地殺傷腫瘤細(xì)胞、對健康組織損害較小、毒副反應(yīng)少等特點,故對年老體弱、不能手術(shù)或靜脈化療的患者尤為適宜。目前,光動力治療的研究發(fā)展非常迅速,有很多藥物已經(jīng)在進(jìn)行臨床實驗,相信在不久的將來會有更多的光動力藥物運用到臨床。1978年,Dougherty用HpD治療皮膚癌。上述兩個重大發(fā)現(xiàn)揭開了光動力療法的序幕,為PDT的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。PDT誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡可以迅速發(fā)生[32],而且沒有溶酶體和細(xì)胞膜的破裂,不會引起炎癥反應(yīng),所以被認(rèn)為是一種更為理想的機制[33]。1O2在大多數(shù)光敏反應(yīng)中式主要活性物種[27],能高效氧化生物分子。首先,將光敏劑導(dǎo)入體內(nèi),并讓它在組織間分布。5. 適用范圍廣在多種惡性腫瘤治療中都能起效。由于氧分子是產(chǎn)生毒性單線態(tài)氧的來源,同時單線態(tài)氧又會對光敏劑產(chǎn)生漂白作用,引起光敏劑的損耗,影響到單線態(tài)氧的產(chǎn)生,以致影響最好的治療效果[20,21]。光敏劑是指那些在光敏化過程中起著能量轉(zhuǎn)換作用而自身并不被消耗的物質(zhì),其中多數(shù)為吖啶橙、亞甲藍(lán)、熒光素鈉和卟啉類衍生物等染料分子。為惡性腫瘤的臨床治療和診斷提供了科學(xué)依據(jù)。光敏劑的光譜特性是評價光療藥物的核心指標(biāo)之一,是人們進(jìn)行PDT實驗研究和臨床應(yīng)用的理論基礎(chǔ),也是選擇PDT的激光光源理論依據(jù)[15]。美國以及歐洲和亞洲的十多個發(fā)達(dá)國家的政府機構(gòu),也先后批準(zhǔn)PDT常規(guī)用于食管癌、肺癌、膀胱癌、宮頸癌、皮膚癌等腫瘤的治療。我國現(xiàn)已成為癌癥大國,據(jù)世界衛(wèi)生組織報告:1996年全球癌癥新發(fā)病例1000多萬,我國約占20%;死亡700多萬,我國為130萬,約占總死亡人數(shù)的18%;200年最新統(tǒng)計資料顯示,我國現(xiàn)有惡性腫瘤患者300多萬人,每年以3%的速度遞增[4]。 UF。關(guān)鍵詞:二氫卟吩e6;二氫卟吩e4;UF; HPLC; 光譜;光敏性;光漂白SYNTHESIS AND PHOTOSENSITIVENESS OF NOVEL CHLORIN PHOTOSENSITIZERSMajor: Materials Physics and Chemistry Name: Jun WangSupervisor: Professor Yifan LuoABSTRACTThis paper discussed the novel antitumor drug—chlorin e6, chlorin e4 and UF (UF is an advanced posite photosensitizer which is synthetised by chlorin e6 , chlorin e4 and other pounds)photosensitizer which is based on silkworm excrement proper to our country as material. Some new experiment results are obtained and illustrated as following:1. Study on PLATISIL ODS 5μm (250mm) column in chlorin e6 and chlorin e4 is carry out high performance liquid chromatography(HPLC) detection. Optimum analysis conditions of chlorin e6 providing the best resolution of analytes was performed by gradient elution with mobile phases of mol?L1 ammonium acetate solution and methanol. Reversedphase conditions: 85%(%/min)→100% 。同時成功地進(jìn)行了二氫卟吩e4的增量化合成實驗。得到二氫卟吩e6的HPLC檢測的最佳色譜條件: 以pH mol/L的醋酸銨—甲醇溶液作為流動相;梯度洗脫條件:甲醇85%(%/min)→100%;流速: mL?min1;檢測波長:407 nm。并對上述方法進(jìn)行了方法學(xué)考察,~ mg/ml范圍內(nèi)線性良好,r=,%,%。研究了6個不同濃度條件下,二氫卟吩e4的光譜特性和光漂白特性:二氫卟吩e4在不同濃度的溶液中以單體形式存在;二氫卟吩e4的光漂白特性為光學(xué)修飾型,二氫卟吩e4的漂白半衰期大于80min,在腫瘤治療過程中,有利于光進(jìn)入更深層次,增加了治療深度,有利于PDT治療。 flow rate: mL?min1。 Photosensitiveness。光動力治療(photodynamic therapy,PDT)是70年代末80年代初發(fā)展起來的治療惡性腫瘤的新技術(shù)[5]。20世紀(jì)80年代初,我國學(xué)者哈獻(xiàn)文、鄒進(jìn)等將PDT引如國內(nèi)。臨床實驗缺乏參考數(shù)據(jù)。光動力治療(Photodynamic Therapy, PDT)是指某些光敏劑能被惡性腫瘤組織攝取和潴留(正常組織對光敏劑吸收很少且迅速排除),在特定波長光的照射下,通過氧的參與,引起光敏化作用,破壞敏化劑所在的腫瘤組織[17]。普通光源為非相干性光源,包括太陽光、白熾燈、鹵素?zé)?、氙氣和閃光燈等,再加上特定的濾光玻璃片及冷卻系統(tǒng)。例如:鮮紅斑痣是一種真皮淺層毛細(xì)血管網(wǎng)擴張畸形,PDT在去除病變毛細(xì)血管網(wǎng)時可以不損傷其上的表皮層和其下的真皮深層,因此不會遺留瘢痕;采用放療和熱療方法治療膀胱粘膜的多灶性腫瘤時,由于導(dǎo)致肌層纖維化,經(jīng)常發(fā)生膀胱容量和順應(yīng)性降低的并發(fā)癥,但采用PDT治療可以避免這種情況[22]。7. 創(chuàng)傷小借助光纖、內(nèi)窺鏡和其它介入技術(shù),可將激光引導(dǎo)到體內(nèi)深部進(jìn)行治療,避免了開胸、開腹等手術(shù)造成的創(chuàng)傷和痛苦。1. 化學(xué)機制PDT的化學(xué)機制已經(jīng)被廣泛而深入的研究,現(xiàn)在普遍認(rèn)為化學(xué)機制包括Ⅰ型機制和Ⅱ型機制[26]。2. 生物機制PDT的生物機制是以化學(xué)機制為基礎(chǔ)的,其對腫瘤細(xì)胞的作用主要體現(xiàn)在兩個方面:一是對腫瘤細(xì)胞的直接殺傷作用;二是通過作用于腫瘤組織的周圍血管造成血管封閉,使腫瘤組織因缺氧和營養(yǎng)枯竭而壞死[29]。上世紀(jì)物理學(xué)的繁榮帶來了現(xiàn)代激光學(xué)的飛速發(fā)展,特別是光導(dǎo)纖維的發(fā)展,解決了光動力療法應(yīng)用于臨床的要素之一——光源。1961年,Lipson對有支氣管腫瘤的患者進(jìn)行HpD的光敏治療。1993年,加拿大批準(zhǔn)將光動力療法用于早期膀胱癌的治療,這在光動力治療發(fā)展史上具有里程碑的意義,是光動力治療第一次運用到臨床。目前國內(nèi)外研究最多的是它在治療腫瘤方面的應(yīng)用,PDT治療腫瘤已經(jīng)得到許多國家的批準(zhǔn)和認(rèn)可。此外,作為卟啉類光敏劑,其作用光譜也不理想。這顯然缺乏科學(xué)依據(jù),并影響療效的發(fā)揮,如HpD和光敏素Ⅱ一般都在注射藥物后4872h進(jìn)行光照治療,而實驗資料表明,兩者在給藥后4872h,腫瘤內(nèi)的藥物含量已微不足道,在理論上已無光動力治療效果可言,在這種情況下,實際治療效果只能通過腫瘤外的簡介機制來解釋。葉綠素a降解產(chǎn)物衍生物可分為三類:脫鎂葉綠酸a及其衍生物;二氫卟吩e6及其衍生物;紫紅素18和二氫卟吩p6及其衍生物。 mTHPCmTHPC是meso四(間羥基苯基)二氫卟吩的簡稱,它是英國化學(xué)家Bonnett教授首先在1989年開發(fā)出來的。最大吸收再664nm,[52]。一種理想高效的光敏劑,它的作用光譜吸收波長應(yīng)位于長波區(qū)域,并具有較高的吸收系數(shù)和較高的三重態(tài)量子產(chǎn)率。例如:光敏劑的紅光吸收波長將產(chǎn)生移動;同樣,當(dāng)光敏劑與腫瘤組織細(xì)胞結(jié)合后,其光譜特這也會發(fā)生變化。顯然,過快的漂白效應(yīng)將會降低PDT療效。當(dāng) 時, 即經(jīng)過時間t后光敏劑濃度下降到原來的1/e0。參考文獻(xiàn):[1] 楊玲,李連弟,陳育德. 中國2000年及2005年惡性腫瘤發(fā)病死亡的估計與預(yù)測[J]. 中國衛(wèi)生統(tǒng)計,2005, 22(4):218221.[2] 韓秀霞,陸如山. WHO號召全球抗擊癌癥[J]. 國外醫(yī)學(xué)情報,2006, 6:45.[3] —21世紀(jì)腫