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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- Synthesis and Characterization of Photodynamic tr
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 卟啉類化合物能夠識(shí)別并富集于腫瘤細(xì)胞，在病變區(qū)域產(chǎn)生局部高濃度，經(jīng)光引發(fā)產(chǎn)生大量活性氧，使細(xì)胞喪失自我調(diào)節(jié)功能而凋亡。2-硝基咪唑類化合物廣泛用于乏氧特異性生物還原化學(xué)探針的制備。鑒于卟啉化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞具有選擇性潴留的特性，并且在光照下具有殺死癌細(xì)胞的能力，我們合成了未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的四種2-硝基咪唑修飾的卟啉化合物，期望其具有潛在的生物活性（乏氧檢測(cè)和治療癌癥的功效）。
- 詳細(xì)介紹：
- 卟啉類化合物能夠識(shí)別并富集于腫瘤細(xì)胞，在病變區(qū)域產(chǎn)生局部高濃度，經(jīng)光引發(fā)產(chǎn)生大量活性氧，使細(xì)胞喪失自我調(diào)節(jié)功能而凋亡。血卟啉衍生物是最早應(yīng)用于光動(dòng)力治療的卟啉類化合物，上世紀(jì)60年代曾用于對(duì)惡性腫瘤的熒光診斷，80年代和90年代初進(jìn)行了大量深入的相關(guān)研究，并于1994年以光敏素(Photofrin)為商品名被批準(zhǔn)臨床應(yīng)用。目前卟啉化合生物的合成和應(yīng)用依然是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。研究表明動(dòng)物和人實(shí)體瘤中普遍存在乏氧細(xì)胞，這些乏氧細(xì)胞由于對(duì)化療和放療都不敏感，且對(duì)多種抗癌治療（如熱療、超聲治療、手術(shù)治療等）抗拒, 從而導(dǎo)致治療失敗。近年來(lái)腫瘤治療療效無(wú)明顯提高，實(shí)體瘤內(nèi)乏氧現(xiàn)象的存在即是重要原因之一。因此進(jìn)行乏氧檢測(cè)可以幫助了解病人預(yù)后情況，并指導(dǎo)下一步的治療計(jì)劃。2-硝基咪唑類化合物廣泛用于乏氧特異性生物還原化學(xué)探針的制備。鑒于卟啉化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞具有選擇性潴留的特性，并且在光照下具有殺死癌細(xì)胞的能力，我們合成了未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的四種2-硝基咪唑修飾的卟啉化合物，期望其具有潛在的生物活性（乏氧檢測(cè)和治療癌癥的功效）?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)通過(guò)紅外光譜、紫外可見(jiàn)光譜、核磁共振氫譜和高分辨質(zhì)譜進(jìn)行了表征。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：合成新型卟啉化合物，光譜表征，并檢測(cè)其生物活性。 思路：合成四羥基苯基卟啉，將具有2-硝基咪唑的醚鏈溴化物連接制備不同取代數(shù)目的化合物。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 卟啉化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞具有選擇性潴留的特性，并且在光照下具有殺死癌細(xì)胞的能力，2-硝基咪唑類化合物廣泛用于乏氧特異性生物還原化學(xué)探針的制備。我們合成了未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的四種2-硝基咪唑修飾的卟啉化合物，期望其具有潛在的生物活性（乏氧檢測(cè)和治療癌癥的功效）。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本文合成的卟啉是未見(jiàn)報(bào)道的4種取代基相同但數(shù)目不同的新型化合物，首次對(duì)化合物的光譜進(jìn)行研究，可望用于癌癥的檢測(cè)和治療。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 由吡咯和對(duì)羥基苯甲醛等起始原料出發(fā)，設(shè)計(jì)合成了四種具有潛在腫瘤乏氧檢測(cè)及光動(dòng)力治療作用的2-硝基咪唑修飾新型卟啉衍生物。目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)紫外、紅外、質(zhì)譜和核磁確證。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 動(dòng)物和人實(shí)體瘤中普遍存在乏氧細(xì)胞，這些乏氧細(xì)胞由于對(duì)化療和放療都不敏感，且對(duì)多種抗癌治療抗拒, 從而導(dǎo)致治療失敗。進(jìn)行乏氧檢測(cè)可以幫助了解病人預(yù)后, 以指導(dǎo)下一步的治療計(jì)劃。目前，臨床應(yīng)用較多的方法為氧電極測(cè)定、組織形態(tài)分析、DNA帶斷裂分析、乏氧特異性生物還原化學(xué)探針，其中2-硝基咪唑基團(tuán)是常用的基團(tuán)之一。卟啉化合物是腫瘤光動(dòng)力治療的主要藥物之一，是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)之一。但未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道關(guān)于二者結(jié)合能否既具有抗癌效果又具有乏氧檢測(cè)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] 王凱，張智,郭茜妮,化學(xué)學(xué)報(bào)2007，65(22)：2597- 2603 [8]黃齊茂,陳彰評(píng),徐漢生,化學(xué)學(xué)報(bào)2004，62(21)：2182-2186
同類課題研究水平概述
- 1963年，Powers和Jolmach等首次用放射生物學(xué)方法證明移植性小鼠淋巴肉瘤中存在乏氧細(xì)胞,隨后越來(lái)越多的研究表明，動(dòng)物和人實(shí)體瘤中普遍存在乏氧細(xì)胞，這些乏氧細(xì)胞由于對(duì)化療和放療都不敏感，且對(duì)多種抗癌治療抗拒, 從而導(dǎo)致治療失敗。進(jìn)行乏氧檢測(cè)可以幫助了解病人預(yù)后, 以指導(dǎo)下一步的治療計(jì)劃。目前，臨床應(yīng)用較多的方法為氧電極測(cè)定、組織形態(tài)分析、DNA帶斷裂分析、乏氧特異性生物還原化學(xué)探針，乏氧特異性生物還原化學(xué)探針是利用乏氧細(xì)胞較強(qiáng)的還原能力而形成的一種檢測(cè)技術(shù)。其機(jī)理就是硝基化合物可以在乏氧細(xì)胞內(nèi)選擇性還原并潴留。由于檢測(cè)手段的不同，分為兩大類，一類是乏氧標(biāo)志物測(cè)定，另一類是乏氧特異性熒光探針，乏氧特異性熒光探針是2-硝基咪唑基團(tuán)乏氧依賴性還原選擇機(jī)理和熒光基團(tuán)的硝基還原熒光增強(qiáng)機(jī)理的有機(jī)結(jié)合。當(dāng)化合物吸收波長(zhǎng)小于500nm時(shí)，硝基是比較典型的芳環(huán)系統(tǒng)熒光淬滅基團(tuán)，一旦經(jīng)生物還原，即可使熒光基團(tuán)重新釋放熒光。此法簡(jiǎn)單易行、所得數(shù)據(jù)可靠，并且具有非創(chuàng)傷性特點(diǎn)，因而成為最具潛力的檢測(cè)方法之一。 腫瘤的光動(dòng)力治療（Photodynamic Therapy, PDT）或光化學(xué)治療（Photochemo-therapy）、光輻照治療（Photoradiation therapy, PRT）是利用惡性組織特異性攝入化學(xué)物質(zhì)的作用，或惡性組織對(duì)特定化學(xué)物質(zhì)的選擇性潴留，以及這些物質(zhì)在一定波長(zhǎng)的光作用下產(chǎn)生的特征發(fā)射光譜和光動(dòng)力效應(yīng)，達(dá)到對(duì)癌癥的熒光定位診斷和光動(dòng)力學(xué)治療。所用的化學(xué)物質(zhì)稱為腫瘤光化學(xué)診治藥物（也稱光敏劑），它是腫瘤光動(dòng)力治療的核心物質(zhì)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是藥效作用的特異性的基礎(chǔ)。 研究較多的光敏劑主要是由卟啉衍生物、金屬酞菁衍生物及其它具有共軛大環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，其中血卟啉在1983年用于臨床治療，卟啉化合物具有在在癌細(xì)胞選擇性潴留的特點(diǎn)，一直是人們研究的熱點(diǎn)。 如何設(shè)計(jì)合成既具有乏氧檢測(cè)功能，又能選擇性潴留在癌細(xì)胞處，并在光照下殺死癌細(xì)胞的化合物同樣是此類研究的方向之一。
