基本信息
- 项目名称：
- Synthesis and Characterization of Photodynamic tr
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 卟啉类化合物能够识别并富集于肿瘤细胞，在病变区域产生局部高浓度，经光引发产生大量活性氧，使细胞丧失自我调节功能而凋亡。2-硝基咪唑类化合物广泛用于乏氧特异性生物还原化学探针的制备。鉴于卟啉化合物对肿瘤细胞具有选择性潴留的特性，并且在光照下具有杀死癌细胞的能力，我们合成了未见文献报道的四种2-硝基咪唑修饰的卟啉化合物，期望其具有潜在的生物活性（乏氧检测和治疗癌症的功效）。
- 详细介绍：
- 卟啉类化合物能够识别并富集于肿瘤细胞，在病变区域产生局部高浓度，经光引发产生大量活性氧，使细胞丧失自我调节功能而凋亡。血卟啉衍生物是最早应用于光动力治疗的卟啉类化合物，上世纪60年代曾用于对恶性肿瘤的荧光诊断，80年代和90年代初进行了大量深入的相关研究，并于1994年以光敏素(Photofrin)为商品名被批准临床应用。目前卟啉化合生物的合成和应用依然是科学家研究的热点。研究表明动物和人实体瘤中普遍存在乏氧细胞，这些乏氧细胞由于对化疗和放疗都不敏感，且对多种抗癌治疗（如热疗、超声治疗、手术治疗等）抗拒, 从而导致治疗失败。近年来肿瘤治疗疗效无明显提高，实体瘤内乏氧现象的存在即是重要原因之一。因此进行乏氧检测可以帮助了解病人预后情况，并指导下一步的治疗计划。2-硝基咪唑类化合物广泛用于乏氧特异性生物还原化学探针的制备。鉴于卟啉化合物对肿瘤细胞具有选择性潴留的特性，并且在光照下具有杀死癌细胞的能力，我们合成了未见文献报道的四种2-硝基咪唑修饰的卟啉化合物，期望其具有潜在的生物活性（乏氧检测和治疗癌症的功效）。化合物的结构通过红外光谱、紫外可见光谱、核磁共振氢谱和高分辨质谱进行了表征。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：合成新型卟啉化合物，光谱表征，并检测其生物活性。 思路：合成四羟基苯基卟啉，将具有2-硝基咪唑的醚链溴化物连接制备不同取代数目的化合物。
科学性、先进性及独特之处
- 卟啉化合物对肿瘤细胞具有选择性潴留的特性，并且在光照下具有杀死癌细胞的能力，2-硝基咪唑类化合物广泛用于乏氧特异性生物还原化学探针的制备。我们合成了未见文献报道的四种2-硝基咪唑修饰的卟啉化合物，期望其具有潜在的生物活性（乏氧检测和治疗癌症的功效）。
应用价值和现实意义
- 本文合成的卟啉是未见报道的4种取代基相同但数目不同的新型化合物，首次对化合物的光谱进行研究，可望用于癌症的检测和治疗。
学术论文摘要
- 由吡咯和对羟基苯甲醛等起始原料出发，设计合成了四种具有潜在肿瘤乏氧检测及光动力治疗作用的2-硝基咪唑修饰新型卟啉衍生物。目标化合物结构经紫外、红外、质谱和核磁确证。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 动物和人实体瘤中普遍存在乏氧细胞，这些乏氧细胞由于对化疗和放疗都不敏感，且对多种抗癌治疗抗拒, 从而导致治疗失败。进行乏氧检测可以帮助了解病人预后, 以指导下一步的治疗计划。目前，临床应用较多的方法为氧电极测定、组织形态分析、DNA带断裂分析、乏氧特异性生物还原化学探针，其中2-硝基咪唑基团是常用的基团之一。卟啉化合物是肿瘤光动力治疗的主要药物之一，是科学家研究的热点之一。但未见文献报道关于二者结合能否既具有抗癌效果又具有乏氧检测效果。 [1] Nordsmark, M.; Overgaard, J. .Radio. ther. Oncol. 2000, 57 (1): 39- 43. [2] Dehdashti, F.; Grigsby, P.W.; Mintun, M.A. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2003, 55 (5): 1233- 1238. [3] Cairns, R.A.; Kalliomaki, T.; Hill, R.P.Cancer Res. 2001, 61: 89032-89038. [4] Vaupel, P.; Kallinowski, F.; Okunieff, P. Cancer Res.1989.49(23)，6449 [5]Auler, H.; Banzer, G., J. Krebsforsch, 1942, 53: 65. [6] Figge, F.H.J., Proc. Soc. Exptl. Biol. Med., 1948, 68: 640. [7] 王凯，张智,郭茜妮,化学学报2007，65(22)：2597- 2603 [8]黄齐茂,陈彰评,徐汉生,化学学报2004，62(21)：2182-2186
同类课题研究水平概述
- 1963年，Powers和Jolmach等首次用放射生物学方法证明移植性小鼠淋巴肉瘤中存在乏氧细胞,随后越来越多的研究表明，动物和人实体瘤中普遍存在乏氧细胞，这些乏氧细胞由于对化疗和放疗都不敏感，且对多种抗癌治疗抗拒, 从而导致治疗失败。进行乏氧检测可以帮助了解病人预后, 以指导下一步的治疗计划。目前，临床应用较多的方法为氧电极测定、组织形态分析、DNA带断裂分析、乏氧特异性生物还原化学探针，乏氧特异性生物还原化学探针是利用乏氧细胞较强的还原能力而形成的一种检测技术。其机理就是硝基化合物可以在乏氧细胞内选择性还原并潴留。由于检测手段的不同，分为两大类，一类是乏氧标志物测定，另一类是乏氧特异性荧光探针，乏氧特异性荧光探针是2-硝基咪唑基团乏氧依赖性还原选择机理和荧光基团的硝基还原荧光增强机理的有机结合。当化合物吸收波长小于500nm时，硝基是比较典型的芳环系统荧光淬灭基团，一旦经生物还原，即可使荧光基团重新释放荧光。此法简单易行、所得数据可靠，并且具有非创伤性特点，因而成为最具潜力的检测方法之一。 肿瘤的光动力治疗（Photodynamic Therapy, PDT）或光化学治疗（Photochemo-therapy）、光辐照治疗（Photoradiation therapy, PRT）是利用恶性组织特异性摄入化学物质的作用，或恶性组织对特定化学物质的选择性潴留，以及这些物质在一定波长的光作用下产生的特征发射光谱和光动力效应，达到对癌症的荧光定位诊断和光动力学治疗。所用的化学物质称为肿瘤光化学诊治药物（也称光敏剂），它是肿瘤光动力治疗的核心物质，其化学结构是药效作用的特异性的基础。 研究较多的光敏剂主要是由卟啉衍生物、金属酞菁衍生物及其它具有共轭大环结构的化合物，其中血卟啉在1983年用于临床治疗，卟啉化合物具有在在癌细胞选择性潴留的特点，一直是人们研究的热点。 如何设计合成既具有乏氧检测功能，又能选择性潴留在癌细胞处，并在光照下杀死癌细胞的化合物同样是此类研究的方向之一。
