基于粘度响应的线粒体靶向铱（Ⅲ）配合物用于肿瘤的光动力治疗

合成了2种含有转动基团的铱配合物Ir1和Ir2,研究发现Ir1和Ir2对粘度具有灵敏的荧光响应,在高粘度环境下,其荧光强度分别提高了35.7倍和1 311.6倍。细胞摄取和共定位实验表明该探针能够轻易地穿过细胞膜并靶向聚集于线粒体中,对线粒体内粘度进行荧光成像检测。另外,通过EPR电子顺磁共振仪检测到Ir1和Ir2在光照下能够产生大量的单线态氧;同时发现配合物在肿瘤细胞中也能够产生高毒性的单线态氧,使Ir1和Ir2对A549细胞和Hep-G2细胞表现出很强的光毒性从而导致细胞死亡。     

含哌啶取代酞菁金属配合物的合成及其对癌细胞光灭活作用

采用“模板法”合成8种含哌啶取代酞菁金属配合物[(PEO)4PcM, M=Zn, Ni, Co, Cu, PEO=2-(哌啶-1-基)乙氧基], 采用FTIR、质谱和元素分析等技术对其进行了表征. 分别测定了它们的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和光敏化产生单线态氧的能力. 研究结果表明, 2种酞菁锌配合物均具有较高的摩尔消光系数、一定的荧光量子产率和较大的单线态氧生成速率. 通过光动力灭活BEL7402肝癌细胞的试验研究发现, β-(PEO)4PcZn的浓度为10 μmol/L时, 在670 nm激光辐照下, 光剂量为1.2 J时, 对癌细胞的抑制率可达到83%.     

微波辐射法合成喹喔啉铱（Ⅲ）配合物及其发光性质

采用微波辐射加热方法,将2,3-二苯基喹喔啉（DPQ）与水合三氯化铱（IrCl3•H2O）反应,合成了一种新型三环喹喔啉铱配合物[Ir(DPQ)3],通过元素分析,1H NMR和质谱方法对配合物结构进行了表征,并初步研究了配合物的吸收光谱和荧光光谱。结果表明,配合物Ir(DPQ)3在387和458nm处存在单线态1MLCT（金属到配体的电荷跃迁）和三线态3MLCT的吸收;在634nm 处有较强的金属配合物三线态的磷光发射。     

三元TBZ/HPB-铜(Ⅱ)-L-蛋氨酸配合物的合成、表征、抑菌活性及与DNA的作用

本文合成了2个新的三元铜(Ⅱ)配合物:[Cu(TBZ)(L-Met)(H2O)]ClO4.H2O(1)和[Cu(HPB)(L-Met)]ClO4(2)[TBZ=2-(4′-噻唑基)苯并咪唑,HPB=2-(2-吡啶)苯并咪唑,L-Met=L-蛋氨酸]。通过元素分析、摩尔电导率、IR、UV-Vis及电喷雾质谱对这些配合物进行了表征。用二倍稀释法研究了配合物的抗菌活性,发现配合物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,G+),枯草杆菌(Bacillussubtilis,G+),沙门氏杆菌(Salmonella,G-)和大肠杆菌(Escherichia coil,G-)具有良好的抑制作用。采用电子吸收光谱、荧光光谱、粘度测定及琼脂凝胶电泳方法研究了配合物与DNA的相互作用,结果表明,配合物以插入方式与DNA作用,在维生素C存在下通过羟自由基.OH,单线态氧1O2或者1O2类似物如Cu-O2,切割pBR322 DNA双螺旋结构。     

噻吩基氟硼二吡咯近红外光敏染料的合成、双光子荧光成像及光动力治疗研究

设计并合成了两种新型噻吩基氟硼二吡咯(Thienyl-BODIPY)近红外光敏染料ITBDP-1和ITBDP-2. 两种光敏染料的吸收和发射波长均达到近红外区, ITBDP-1的吸收与发射峰分别是617 nm和650 nm; ITBDP-2的吸收与发射峰分别是687 nm和731 nm. 两种光敏剂均具有较高的单线态氧产率, ITBDP-1与ITBDP-2的单线态氧产率(Φ_Δ)分别为51%和24%. 通过密度泛函理论(DFT)计算研究了光敏染料激发态下的能量变化, 理论计算表明, ITBDP-1和ITBDP-2在激发至单重态后可通过系间窜越(ISC)到达三重态, 从而提高单线态氧产率. ITBDP-1和ITBDP-2在A549细胞内具有良好的的荧光成像效果, 并且在900 nm激光激发下, ITBDP-1能够在斑马鱼体内显示出清晰的双光子荧光成像. 单线态氧成像实验证明了光敏染料在光激发下可以在肿瘤细胞和斑马鱼中产生单线态氧. 通过噻唑蓝(MTT)比色法测定了两种光敏染料的光毒性和暗毒性, ITBDP-1和ITBDP-2的最大半抑制浓度(IC₅₀)分别为2.22 μmol•L^-1和2.86 μmol•L^-1, 并且无光照条件下细胞的存活率在80%以上, 证明了两种光敏染料均具有较高的光毒性和良好的生物相容性. ITBDP-1和ITBDP-2可以在近红外光激发下实现荧光成像指导的光动力学治疗, 并且可以实现生物体内的双光子荧光成像, 这一结果也为噻吩基氟硼二吡咯光敏染料在长波激发下的双光子光动力学治疗应用打下了基础.     

高分子受阻胺光稳定剂存在下聚丁二烯的单线态氧氧化

用粘度法、ESR、IR、GPC等方法研究了三种商品高分子受阻胺存在下聚丁二烯的单线态氧氧化,结果表明,高分子受阻胺抑止聚丁二烯的单线态氧氧化,其效率是944>PDS>770>622。用Monroe方法测定了受阻胺对单线态氧的猝灭速率常数,K_q~(-O_2),它们是944(3.2×10~6M~(-1)s~(-1)),PDS(8.2×10~5M~(-1)s~(-1)),622,770为2×10~5M~(-1)s~(-1),ESR研究表明,在本实验条件下,944和PDS能够产生稳定的氮氧自由基No,而622则不产生。用GPC研究还发现,在本实验条件下,PDS具有对聚丁二烯的接枝——交联效应,提出了这种接枝交联效应的机理。     

吩噻嗪-荧光蛋白生色团类似物的合成、S原子促进的光动力治疗及双光子荧光成像

绿色荧光蛋白(GFP)生色团由于良好的生物相容性、低暗毒性和光稳定性而备受关注,然而,将GFP生色团用于光动力治疗鲜有报道.以N-丁基吩噻嗪-3-甲醛、甘氨酸叔丁酯盐酸盐和亚胺酯为原料,通过[2+3]环加成反应合成了一种吩噻嗪荧光蛋白生色团类新型光敏剂(Ptz-FP), Ptz-FP是一种不含重原子、由S原子促进的具有优异单线态氧产生效果的光敏剂,可用于光动力治疗.在二甲基亚砜(DMSO)溶液中,Ptz-FP光敏剂的吸收波长位于436nm,此处的摩尔消光系数为1.4×104 L·mol~(-1)·cm~(-1),发射波长在626 nm, Stokes位移高达190 nm,荧光量子产率为1.5%.以Ru(bpy)3Cl2为参比,测得光敏剂Ptz-FP在甲醇溶液中单线态氧产率为33.1%.通过噻唑蓝(MTT)法测试了光敏剂Ptz-FP的暗毒性和光毒性,结果表明其具有较低的细胞毒性(≥89.9%)和较高的光毒性,能在30 min内杀死50%以上的A-549细胞.此外,通过活性氧检测试剂盒DCFH-DA在15 min内成功检测到A-549细胞中活性氧的产生,并由AO/EB活死细胞染色剂监测到A-549细胞凋亡过程.最后,光敏剂Ptz-FP成功应用于双光子荧光成像.光敏剂Ptz-FP有望为今后荧光成像指导的荧光蛋白生色团类光敏剂的开发奠定基础.     

带有位阻基团的钌多吡啶配合物与DNA键合及其光断裂DNA性质的研究

合成了两个钌多吡啶配合物[Ru(bpy)₂DMNP](C1O₄)₂ (Ru1)和[Ru(bpy)₂BOPIP](C1O₄)₂ (Ru2), 应用元素分析、核磁共振对配合物结构进行了表征, 通过电子吸收光谱、荧光光谱、粘度实验以及凝胶电泳技术对配合物与DNA相互作用的性质进行了研究. 结果表明, 配合物与DNA分子之间以插入模式结合. 在紫外光照下, 两种配合物均能使质粒pBR322DNA断裂, 机理研究表明, 其光断裂DNA的活性氧化物种为单线态氧.     

过氧化氢激活型近红外氟硼二吡咯光敏剂的设计、合成及光动力治疗研究

基于传统的氟硼二吡咯(BODIPY)荧光染料,设计合成了一种过氧化氢(H₂O₂)激活型近红外光敏剂中位-N-(4-硼酸苄基)吡啶鎓盐取代的碘化双苯乙烯基氟硼二吡咯(FP-IBDP). FP-IBDP在乙腈中的吸收和发射波长均达到近红外区,最大吸收和发射波长分别为681 nm和740 nm,对应的荧光量子效率和单线态氧效率分别为0.01和0.09.在被H₂O₂激活后, FP-IBDP转变为IBDP,其在乙腈中的最大吸收和发射波长分别为661 nm和701 nm.与FP-IBDP相比, IBDP的荧光量子效率和单线态氧效率大幅提升,分别达到0.11和0.48.细胞水平的荧光影像实验表明FP-IBDP对癌细胞内的H₂O₂具有灵敏的响应,并能通过明显的荧光增强变化实现癌细胞与正常细胞的有效区分.活性氧检测实验证明FP-IBDP能够被癌细胞内过表达的H₂O₂激活,并能在660nm光照射下在癌细胞内产生单线态氧.噻唑蓝(MT...     

咔咯铁(Ⅲ)配合物与DNA的作用及其抗肿瘤活性

本文合成了10-(4-吩噻嗪苯基)-5,15-二(五氟苯基)铁咔咯配合物(2-Fe)。 在H₂O₂存在下,配合物2-Fe能有效抑制人肺癌细胞(A549)增殖。 流式细胞术检测结果显示在H₂O₂和2-Fe共同作用下,A549细胞生长被阻滞在S期和G2期,且有63.76%发生细胞凋亡。 Hoechst-33342细胞核染色实验观察到A549细胞核呈典型的凋亡形态学变化,同时细胞线粒体膜电势发生明显下降。 2-Fe与小牛胸腺DNA(ct-DNA)以外部模式相结合,且能有效催化氧化断裂DNA,此过程中涉及的活性氧物种可能是单线态氧。     

咔咯钴(Ⅲ)配合物与DNA的相互作用及抗肿瘤活性

合成了10-(4-羟基苯基)-5,15-二(五氟苯基)咔咯钴(Ⅲ)配合物(1-Co)和10-(4-吩噻嗪苯基)-5,15-二(五氟苯基)咔咯钴(Ⅲ)配合物(2-Co),并采用核磁共振波谱、质谱和紫外-可见光谱等对其结构进行了表征,利用紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱、黏度测试和琼脂糖凝胶电泳等技术研究了配合物1-Co和2-Co与小牛胸腺DNA(ct-DNA)之间的相互作用.结果表明,配合物1-Co和2-Co与DNA之间的作用模式为外部结合,且在光照下均能引发DNA断裂.细胞毒性实验结果表明,配合物1-Co和2-Co具有很低的暗细胞毒性,但在光照条件下均能有效抑制H460,He La,A549等肿瘤细胞株增殖,表明配合物1-Co和2-Co在光动力治疗中具有潜在的应用价值.细胞核染色和线粒体膜电位检测结果表明,在光照条件下配合物2-Co可能是通过氧化损伤线粒体的途径抑制肿瘤细胞增殖.     

极性敏感的BDP分子溶剂化效应的光谱性质

合成了具有分子内电荷转移(ICT)性质的三重态光敏剂分子BDP, 研究了其稳态吸收光谱、 荧光光谱、 荧光寿命、 飞秒/纳秒瞬态吸收光谱及诱导产生单线态氧的能力等性质, 发现强极性溶剂对BDP分子的溶剂化效应降低了其ICT态和第一激发三重态(T₁态)的能量, 从而降低了BDP分子单线态氧的产量.     

含哌嗪取代酞菁金属配合物的合成及其对癌细胞的光灭活作用

本文报道了8种含哌嗪取代酞菁金属配合物{(SPEO)₄PcM,M=Zn、Ni、Co、Cu,SPEO=2-[4-(2-磺基乙基)哌嗪-1-基]乙氧基}的合成及其表征,并分别测定了它们的紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱、DPBF捕获单线态氧的能力,结果表明它们都具有极高的摩尔消光系数、较高的荧光量子产率、较大的单线态氧生成速率。通过对肝癌细胞BEL7402光灭活作用的研究发现,当β-(SPEO)₄PcZn浓度为10 μmol·L^-1时,在670 nm激光辐照下,光剂量为1.2 J,药物对癌细胞的抑制率可达82%。     

人血清白蛋白与Cu(II)配合物的生物活性研究

Cu(II)配合物很有可能成为下一代的抗肿瘤药物。本文以2-氨基-5-氯苯酚和2-喹啉甲醛合成的席夫碱作为配体,与Cu(II)络合形成配合物1。分别对配合物1和其与人血清白蛋白(HSA)的复合物HSA-1进行体外抗肿瘤测试,发现HSA能提高配合物1的抗肿瘤活性,并降低了对正常细胞的毒性。通过线粒体膜电位等实验,可以推断出配合物1是通过线粒体通路诱导癌细胞凋亡。     

新型酰胺功能化铱[III]配合物的光电性能

设计并制备三种具不同官能团的铱[III]邻菲啰啉配合物: [Ir(ppy)₂phen-Br]Cl, [Ir(ppy)₂phen-COOH]Cl, [Ir(ppy)₂phen-Si]Cl,以及对比参照物[Ir(ppy)₂phen-NH₂]Cl.其中, ppy为2-苯基吡啶, phen-Br为2-溴-2甲基-N-(1, 10-菲啰啉-5-基)丙酰胺, phen-COOH为4-[(1, 10-菲啰啉-5-基)氨基]-4-酰基丁烯酸, phen-Si为5-[N, N-二-3-(三乙氧硅)基]酰亚胺-1, 10-菲啰啉, phen-NH₂为5-氨基-邻菲啰啉,并采用核磁共振(NMR)、质谱(MS)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光(PL)光谱法和循环伏安法(CV)等对上述配合物进行了分析和表征.光物理性能研究结果表明:这些配合物在蓝-紫色可见光区域有较强吸收,可发射出明亮的黄色到橙红色荧光,量子效率达到12%以上.相比较于参照物[Ir(ppy)₂phen-NH₂]Cl (5.78 μs),三种新型配合物在量子效率未明显降低甚至提高的前提下,荧光寿命有了显著的提高(9.18-12.00 μs).其中, [Ir(ppy)₂phen-Br]Cl (1)不但有最高的荧光量子产率(32%)和最长的荧光寿命(12.00 μs),而且也具有最好的氧传感性能, I₀/I (无氧与纯氧条件下的荧光强度比值)可达到10.91.这使得[Ir(ppy)₂phen-Br]Cl有望成为接枝型,较高性能的光学氧传感器的候选氧敏指示剂.除此之外,还通过含时密度泛函理论(TD-DFT)计算对配合物光电性能进行补充说明,理论计算表明:这些配合物是以铱为中心的近似八面体结构,理论计算结果与实际实验数据相一致.     

萘酞菁硅配合物的合成及激发态性质研究

本文合成了3种轴向配位的萘酞菁硅配合物(NcSiR₂，R=Cl、OH、OCH₃)，研究了3种萘酞菁配合物激发态性质，研究结果表明，随着轴向取代基推电子能力的逐渐增强，激发单线态寿命和激发三线态寿命逐渐缩短，产生单线态氧的能力逐渐下降。     

钆(Ⅲ)仿叶绿素配合物的合成、表征以及作为光磁双模式诊疗探针的应用

模拟自然界对四吡咯染料的β位调节方式,结合卟吩内酯近红外吸收和三线态能级可调、且易于修饰的优点,设计并合成了Gd(Ⅲ)卟吩内半缩醛配合物,并通过水溶性铵基修饰,使之具有两亲性质。该类配合物能较好地敏化O_2,单线态氧量子产率约0.75,且可应用于光毒性治疗,即使在红光(600~700 nm)激发下,其对He La细胞的半数致死浓度(IC50)仍低至1.5μmol·L~(-1)。同时,Gd-4的纵向弛豫率(r1)为1.1 mmol·L~(-1)·s~(-1)(0.5 T,37℃),表明配合物具有磁共振成像造影能力。因此,这类化合物具有光、磁双功能诊疗的潜在应用价值。     

具有聚集诱导发光特性的新型铂(II)金属配合物及其光激发的自敏化氧化反应（英文）

现如今过渡金属配合物因其优良的物理、化学特性应用前景很好,但实际应用中浓度淬灭严重影响其性能。聚集诱导发射(AIE)效应是一种常见的解决措施,但基于金属配合物方面的报道还相对较少。本论文中报道了一个种具有AIE效应的咪唑类金属Pt(II)配合物PtP2IM,通过单晶解析了其结构。在可见光下,该金属配合物可以发生光氧化反应生成一种新的咪唑/苯酰胺基类配合物PtPIMO。通过单晶解析、核磁共振、紫外-可见光谱等测试手段对该反应进行了研究。电子顺磁共振(EPR)测量结果显示PtP2IM的光氧化反应属于单态氧氧化反应。密度泛函理论(DFT)计算显示单线态氧是由配合物MLCT的能量转移激发产生的。去除氧后,PtP2IM具有良好的光稳定性和明显的AIE特性。从晶体堆积中,我们发现PtP2IM的AIE特性可以归因于RIR效应即分子内旋转受限效应。聚集状态下,PtP2IM仍可以发生单线态氧的光氧化反应。综上所述,我们报道了一种具有AIE特性的新型铂(II)金属络合物PtP2IM,光激发下可以发生自敏化反应。本工作旨在研究具有AIE性质的过渡金属配合物的基本光化学和光物理性质。     

司帕沙星及均三嗪衍生物铜(II)配合物与DNA作用及其抗肿瘤活性

DNA是抗肿瘤药物的重要靶点,研究药物分子与DNA之间的作用有助于设计靶向DNA类抗肿瘤药物.合成和表征了新的三元铜（II）配合物[Cu（Sf）（PyTA）（H₂O）]·ClO₄·3.5H₂O[Sf=司帕沙星,5-氨基-1-环丙基-7-（顺-3,5-二甲基-1-哌嗪基）-6,8-二氟-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸、PyTA=2,4-二氨基-6-（2'-吡啶基）-1,3,5-均三嗪].利用电子吸收光谱、KI荧光猝灭光谱、粘度测定以及分子对接技术研究了配合物与DNA之间作用,发现配合物以插入模式与DNA结合,结合常数K_b=1.23×10⁴ L/mol.此外,应用MTT[3-（4,5-二甲基噻唑-2）-2,5-二苯基四氮唑溴盐]比色法检测了配合物的细胞毒性作用,发现配合物对癌细胞A549、Bel-7402和Eca-109等表现出良好的抑制作用[IC₅₀=（57.0±1.6）~（77.6±1.4）μmol/L].尤为重要的是,通过单细胞凝胶电泳、Hoechst 33342染色、Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术、测定线粒体膜电位、检测细胞色素C和胞内Ca²⁺水平及细胞周期分析探究了配合物抗肿瘤作用机制,结果表明,配合物通过DNA结合及线粒体功能障碍途径诱导细胞凋亡,使细胞S和G2/M周期发生阻滞并造成DNA损伤.     

多吡啶类双核镍配合物的合成、晶体结构及抗癌活性

合成了2个相似的多吡啶类双核镍配合物[Ni_2(L)_2Cl_2](ClO_4)_2·3H_2O (1)和[Ni_2(L)_2Cl_2](PF_6)_2 (2)(L=N,N-bis(pyridin-2-ylmethyl)-4-(4-((pyridin-2-ylmethyl)amino)benzyl)aniline),通过X射线单晶衍射对其结构进行测定并解析,并利用元素分析、红外光谱对其进行表征。另外,通过噻唑蓝(MTT)比色法检验了 2个配合物对HeLa细胞、BGC-823细胞、NCI-H460细胞以及HepG-2细胞的体外毒性作用,结果表明2个配合物均对NCI-H460细胞表现出良好的毒性作用,IC_(50)值分别为(26.0±2.2)μmol·L~(-1)(1)和(31.3±2.7) μmol·L-~1 (2)。进一步通过Hoechst 33342染色、活性氧水平检测、线粒体膜电位的测定和分析探究了配合物1的抗肿瘤作用机制,结果表明,该配合物可能通过线粒体途径来诱导细胞凋亡从而对癌细胞产生致死作用。