溶酶体靶向吲哚氟硼二吡咯光敏剂的合成、双光子荧光成像及光动力治疗

通过Knoevenagel缩合反应制备了一个具有溶酶体靶向的近红外光敏剂IMBDP-Lys, 用于双光子荧光成像和光动力治疗. IMBDP-Lys由2个吲哚吗啉功能团连接到氟硼二吡咯(BODIPY)母核的3?位和8?位构筑而成, 是一种重原子诱导的光敏剂. 采用高斯09W理论计算光敏剂S₁态和T₂态能量值相差0.12 eV, 可以有效地发生系间窜越. 在二氯甲烷溶液中, 光敏剂IMBDP-Lys的最大吸收波长为631 nm, 最大发射波长为684 nm. 在 660 nm的光照下, 以亚甲基蓝为参比, 单线态氧量子产率经计算为48.3%. 此外, 含有2个吗啉基团的光敏剂IMBDP-Lys具有良好的生物相容性和精准的靶向能力, 可以快速地进入斑马鱼体内进行双光子荧光成像, 并且与溶酶体绿色染料Lyso-Tracker Green共定位系数为0.95. 溴化噻唑蓝四氮唑(MTT)实验结果表明, 光敏剂具有低的暗毒性(≥85%)和高的光毒性(IC₅₀=0.52 μmol/L). 在660 nm的光照下, 利用活性氧荧光探针2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）证明光敏剂可以产生活性氧, 同时吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)染色实验和细胞迁移实验表明产生的活性氧不仅能诱导A549细胞凋亡, 还能有效地抑制肿瘤细胞迁移. 因此, 近红外光敏剂IMBDP-Lys在双光子荧光成像和溶酶体靶向的光动力治疗中具有重要的应用价值.     

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...     

氟硼二吡咯(BODIPY)荧光染料的合成研究进展

氟硼二吡咯(BODIPY)荧光染料因为具有优异的光物理性能、良好的生物相容性以及易于合成和修饰等优点,在生命科学、化学分析和光电材料等领域得到了广泛应用.丰富的合成及衍生策略为其广泛应用提供了基础,引起了研究者的极大关注.总结了BODIPY荧光染料不同反应位点的修饰策略,并单独介绍了基于BODIPY的Pd催化交叉偶联反应和氧化偶联反应,最后对该领域的发展进行了展望.     

氟硼二吡咯类阳离子荧光探针的研究进展

荧光探针提供了方便、快捷、廉价的分析测试手段，并具有很高的灵敏度和选择性，因而在分析化学、临床生物化学、医学以及环境科学等领域有广泛的应用前景。氟硼二吡咯（BODIPY）是一种光物理和光化学性能优异的荧光染料，本文综述了近年来BODIPY类阳离子荧光探针的最新研究进展和发展趋势。     

联二噻吩稠合的近红外BODIPY染料的合成与光谱性质

以叠氮乙酸乙酯和联二噻吩甲醛为原料,合成了联二噻吩并吡咯单体,之后在酸催化下与4-N,N-二甲基氨基苯甲醛缩合并与三氟化硼配位,得到一个新型的BODIPY染料SY。采用~1HNMR、质谱以及元素分析对其结构进行了表征。化合物SY在二氯甲烷中的最大吸收和发射波长分别为654和689nm;采用荧光光谱滴定方法研究了它对pH值的响应,酸性条件下N,N-二甲基苯氨基团发生质子化,抑制了光诱导电子转移对BODIPY母体的荧光淬灭,其溶液的荧光显著增强,染料SY可以作为近红外的pH值荧光探针。     

联二噻吩稠合的近红外BODIPY染料的合成与光谱性质

以叠氮乙酸乙酯和联二噻吩甲醛为原料,合成了联二噻吩并吡咯单体,之后在酸催化下与4-N,N-二甲基氨基苯甲醛缩合并与三氟化硼配位,得到一个新型的BODIPY染料SY。采用¹H NMR、质谱以及元素分析对其结构进行了表征。化合物SY在二氯甲烷中的最大吸收和发射波长分别为654和689 nm;采用荧光光谱滴定方法研究了它对pH值的响应,酸性条件下N,N-二甲基苯氨基团发生质子化,抑制了光诱导电子转移对BODIPY母体的荧光淬灭,其溶液的荧光显著增强,染料SY可以作为近红外的pH值荧光探针。     

氟硼二吡咯类阳离子荧光探针的研究进展

荧光探针提供了方便、快捷、廉价的分析测试手段,并具有很高的灵敏度和选择性,因而在分析化学、临床生物化学、医学以及环境科学等领域有广泛的应用前景.氟硼二吡咯(BODIPY)是一种光物理和光化学性能优异的荧光染料,本文综述了近年来BODIPY类阳离子荧光探针的最新研究进展和发展趋势.     

新型萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子的合成、荧光共振能量转移及细胞成像

通过Click反应合成了萘酰亚胺-氟硼二吡咯复合结构荧光分子1-(2-(4-(1,3,5,7-四甲基氟硼二吡咯基)苯氧基)乙基)-4-(4-N-正丁基-1,8-萘酰亚胺)-1,2,3-三唑(NP-BODIPY),化合物结构经核磁共振氢谱、核磁共振碳谱以及高分辨质谱确征.NP-BODIPY存在从萘酰亚胺能量给体到氟硼二吡咯能量受体之间的分子内荧光共振能量转移.制备了负载萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光染料NP-BODIPY的二氧化硅荧光纳米粒子NP-BODIPY/Si O_2,粒径为50 nm,测定了NP-BODIPY的紫外可见吸收及荧光光谱.NP-BODIPY的固体在暗室中紫外灯下呈紫红色荧光;NP-BODIPY的THF溶液呈明亮的绿色荧光,荧光发射在430和510 nm呈双峰结构,荧光量子产率为0.67,紫外吸收位于366和500 nm;NP-BODIPY在含水量为80%H_2O/THF混合溶液中的荧光较强,荧光量子产率为0.39,最大荧光峰位于510 nm.将其与人乳腺癌细胞(MCF-7)共同孵化,荧光染料纳米粒子进入MCF-7细胞内并清晰成像.NP-BODIPY/Si O_2荧光纳米粒子亲水性好,尺寸可控,细胞毒性低,生物相容性优,可广泛应用于生物标记及荧光成像.     

基于氟引发串联释放的氟硼二吡咯类荧光探针的合成及其识别性能

以4-羟基氟硼二吡咯为荧光团,叔丁基二苯基硅基(TBDPS)作活泼羟基的保护基,设计合成了一种新颖的基于氟离子切断硅氧键,引发释放的氟硼二吡咯类氟离子荧光探针R.光谱实验研究表明,该荧光探针和氟离子作用后,紫外吸收光谱在605 nm处出现新的吸收峰,含R的溶液由橙黄色变成蓝色;荧光发射光谱中在514 nm处最大发射峰出...     

氟硼二吡咯探针在肿瘤检测中的应用

目前,肿瘤是世界上死亡率最高的疾病之一,早期肿瘤细胞的检测对于肿瘤的预防和治疗具有重要意义。当前针对肿瘤细胞的检测手段主要有X光、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)等,但借助这些手段检测出来的肿瘤细胞通常已生长到中后期,极不利于肿瘤的治疗。荧光成像作为生命科学研究领域常用的手段之一,近年来被用于肿瘤细胞检测,与其他检测方法相比,具有微创、高效、低成本和更加灵敏等优势。氟硼二吡咯(BODIPY)荧光染料作为荧光成像的工具之一,因具有荧光量子产率高、稳定性好、易于修饰等独特优势,被广泛应用于肿瘤细胞检测领域。与常规检测手段相比,BODIPY探针可以靶向肿瘤细胞内细胞器或肿瘤标志物,达到检测早期肿瘤细胞的目的。本文综述了靶向不同标记分子的BODIPY探针的应用,并分析了BODIPY探针的作用机理,以期为肿瘤的临床检测提供更加方便、快捷、直观、灵敏的工具。     

肿瘤光动力治疗临床应用的光敏剂及其研究概况

光动力治疗是一种非侵蚀性并具有一定靶向性的肿瘤治疗新方法。 光动力治疗需要光敏剂、光和氧结合产生光动力反应。 光敏剂是光动力治疗的关键和物质基础。 本文概括介绍了已上市的和已被批准进入临床试验中的光敏剂,并根据其分子的骨架结构,将其分为分卟啉类、二氢卟吩（叶绿素）类和菌绿素/酞菁三类。 同时从理想光敏剂应具备特点出发,探讨了研究中的光敏剂和光动力治疗的发展前景。     

Near Infrared Dye Conjugated Nanogels for Combined Photodynamic and Photothermal Therapies

There is a need for new and smart formulations that will help overcome the limitations of organic dyes used in photodynamic (PDT) and photothermal (PTT) therapy and significantly accelerate their clinical translation. Therefore the aim of this work was to create a responsive nanogel scaffold as a smart vehicle for dye administration. We developed a methodology that enables the conjugation of organic dyes to thermoresponsive nanogels and yields biocompatible, nanometer‐sized products with low polydispersity. The potential of the dye‐nanogel conjugate as a photothermal and photodynamic agent has been demonstrated by an in vitro evaluation with a model human carcinoma cell line. Additionally, confocal cell images showed their cellular uptake profile and their potential for bioimaging and intracellular drug delivery. These conjugates are a promising scaffold as a theranostic agents and will enable further applications in combination with controlled drug release.

     

Novel Lysosome-Targeting Fluorescence Off-On Photosensitizer for Near-Infrared Hypoxia Imaging and Photodynamic Therapy In Vitro and In Vivo

Photodynamic therapy (PDT) has emerged as a new antitumor modality. Hypoxia, a vital characteristic of solid tumors, can be explored to stimulate the fluorescence response of photosensitizers (PSs). Considering the characteristics of PDT, the targeting of organelles employing PS would enhance antitumor effects. A new multifunctional cyanine-based PS (CLN) comprising morpholine and nitrobenzene groups was prepared and characterized. It generated fluorescence in the near-infrared (NIR) region in the presence of sodium dithionite (Na₂S₂O₄) and nitroreductase (NTR). The response mechanism of CLN was well investigated, thus revealing that its obtained reduction product was CLNH. The obtained fluorescence and singlet oxygen quantum yield of CLNH were 8.65% and 1.60%, respectively. Additionally, the selective experiment for substrates indicated that CLN exhibited a selective response to NTR. Thus, CLN fluorescence could be selectively switched on and its fluorescence intensity increased, following a prolonged stay in hypoxic cells. Furthermore, fluorescence colocalization demonstrated that CLN could effectively target lysosomes. CLN could generate reactive oxygen species and kill tumor cells (IC50 for 4T1 cells was 7.4 μM under a hypoxic condition), following its response to NTR. NIR imaging and targeted PDT were finally applied in vivo.     

Enhanced Fluorescence Imaging and Photodynamic Cancer Therapy Using Hollow Mesoporous Nanocontainers

Here we show that “off‐on” type of photodynamic therapy agents could be developed using hollow mesoporous silica nanoparticles (HMSNPs), which can be used not only for enhancing delivery of photosensitizers to cancer cells but also for enabling switchable optical properties of the photosensitizers. Fluorescence and singlet oxygen generation of the photosensitizer‐loaded HMSNP are turned off in its native state. In vitro cell studies showed that this HMSNP‐based “off‐on” agent may have potential utility in selective fluorescence detection and photodynamic therapy of cancers.     

血红蛋白/光敏剂复合药物体系用于光动力治疗

通过等电点法实现了血红蛋白(Hb)与光敏剂药物七甲川花菁类小分子:11-氯-1,1'-二正丙基-3,3,3',3'-四甲基-10,12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐(IR780)的共担载,并研究了Hb供氧治疗与光动力治疗的联合治疗效果。 通过透射电子显微镜和动态光散射研究了Hb/IR780复合药物载体的形貌与稳定性,证明了药物载体在生理条件下能够稳定存在。 通过对药物在体外溶液和细胞水平的活性氧(ROS)检测,验证了Hb供氧能够有效地促进光敏剂ROS的产生,并且细胞毒性实验也证实了Hb/IR780复合药物载体拥有比单组份IR780药物更明显的肿瘤细胞杀伤效果。     

光动力疗法用糖基光敏剂的研究进展

作为光动力疗法中至关重要的决定性因素,光敏剂的研究受到越来越多的重视.而糖基的引入,可以大大提高光敏剂母体的膜透过性和特异吸收性.从糖基光敏剂的母体结构、糖基光敏剂分子的构效关系、糖基的作用机理以及糖基光敏剂的药物动力学和代谢产物这四个方面对近年来糖基光敏剂的研究现状进行了综述,对其发展趋势进行了展望.     

Smart Magnetic and Fluorogenic Photosensitizer Nanoassemblies Enable Redox-Driven Disassembly for Photodynamic Therapy

Stimuli-responsive smart photosensitizer (PS) nanoassemblies that allow enhanced delivery and controlled release of PSs are promising for imaging-guided photodynamic therapy (PDT) of tumors. However, the lack of high-sensitivity and spatial-resolution signals and fast washout of released PSs from tumor tissues have impeded PDT efficacy in vivo. Herein, we report tumor targeting, redox-responsive magnetic and fluorogenic PS nanoassemblies ( NP-RGD ) synthesized via self-assembly of a cRGD- and disulfide-containing fluorogenic and paramagnetic small molecule ( 1-RGD ) for fluorescence/magnetic resonance bimodal imaging-guided tumor PDT. NP-RGD show high r₁ relaxivity but quenched fluorescence and PDT activity; disulfide reduction by glutathione (GSH) promotes efficient disassembly into a small-molecule probe ( 2-RGD ) and an organic PS (PPa-SH), which could further bind with intracellular albumin, allowing prolonged retention and cascade activation of fluorescence and PDT to ablate tumors.     

基于光敏剂的光动力疗法

光动力治疗日益受到关注。本文综述了光敏剂在光动力疗法领域中的研究进展,包括它的性能改进、作用机理和靶点。并对光动力疗法的发展前景进行了展望。