[发明专利]高水溶性钌金属配合物单线态氧荧光探针及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及水溶液中单线态氧(¹O₂)的测定，具体涉及一种含有蒽环衍生物配体的钌金属配合物单线态氧荧光探针的制备及其应用。

背景技术

单线态氧是氧分子处于高能激发态的一种不稳定的存在形式，其化学性质很活泼，较基态氧更不稳定，是通常所说的活性氧物种之一。活性氧物种在正常的人体细胞中含量很少，在健康的人体中处于平衡状态，而且这些体内产生的活性氧对生命活动具有重要的作用，它们在体内参与多种多样的生理活动，如信号的传导，神经传递，肌肉紧张的调节、蠕动，血小板的聚合以及血压高低的调节，免疫系统的控制，学习记忆，能量的产生，细胞规律的分裂生长等。但是一旦这一平衡被打破，它们就可能对人体产生伤害作用，导致膜脂过氧化或脱脂化，造成膜差别透性丧失、离子大量外渗、代谢紊乱等一系列生理变化，严重时导致细胞死亡。单线态氧作为有机化学中一种珍贵试剂，在许多光化学和光生物反应，如光降解、污染物的光转化、化学发光、生物体氧化老化、甚至是光致癌作用等过程中，都扮演着十分重要的角色。在有机合成中，单线态氧使得在高度立体专一的有机化合物中引入氧变得极为容易。在生物体系中，单线态氧对生命体系有着重大的影响。单线态的生理学氧化作用越来越受到研究者的关注。单线态氧在细胞损伤和凋亡中起着重要的作用，它对机体可能造成强氧化性损伤，从而引起机体脂质过氧化作用的发生，导致生物膜、小动脉、DNA、蛋白质和中枢神经系统的损伤，加快机体的衰老和死亡，因此被认为是体内重要的毒性物种，能引发与氧化损伤有关的疾病，如白内障、肺水肿、糖尿病、肌肉萎缩、营养缺乏、精神病和肿瘤萌生等[(a)K.Briviba，L.O.Klotz，H.Sies，Toxic and signaling effects of photochemically or chemically generated singlet oxygen in biological systems，Biol.Chem.，1997，378，1259.b)J.R.Wagner，P.A.Motchnik，R.Stocker，H.Sies，B.N.Ames，The oxidation of blood plasma and low density lipoprotein components by chemically generated singlet oxygen，J.Biol.Chem.，1993，268，18502.c)A.Gomes，E.Fernandes，José L.F.C.Lima，Fluorescence probes used for detection of reactive oxygen species，J.Biochem.Biophys.Methods.，2005，65，45.]。单线态氧在细胞的增生、分化、凋亡等调控中也起重要作用，被认为是一种新的第二信使[(a)R.W.Redmond，I.E.Kochevar，Spatially resolved cellular responses to singlet oxygen，Photochem.Photobiol.，2006，82(5)，1178-1186.(b)N.L.Oleinick，R.L.Morris，I.Belichenko，The role of apoptosis in response to photodynamic therapy：what，where，why，and how，Photochem.Photobiol.Sci.，2002，1，1-21.]。相反，也可以利用单线态氧的强氧化性来杀死体内的病毒细胞。科学家已经利用单线态氧这种强氧化性来治疗肿瘤，实验表明恶性细胞获取并结合单线态氧的敏化剂药物的能力显著地大于正常组织分子，这样通过光照后，药物分子产生的单线态氧就能选择性地杀死肿瘤细胞，这种光动力学治疗技术在肿瘤的诊断和治疗中具有广泛的应用前景，目前已应用于下生殖道癌前病变、原位癌和晚期恶性肿瘤，如外阴癌和卵巢癌等许多部位的诊断和治疗[a)D.G.J.E.J.D.Dolmans，R.K.J.Fukumura，timeline：Photodynamic therapy for cancer，Nat.Rev.Cancer，2003，3，380.b)A.P.Castano，P.M.Mroz，R.Hamblin，Photodynamic therapy and anti-tumour immunity.Nat.Rev.Cancer，2006，6，535.c)N.Nishiyama，W.D.Jang，K.Kazunori，Supramolecular nanocarriers integrated with dendrimers encapsulating photosensitizers for effective photodynamic therapy and photochemical gene delivery.New J.Chem.，2007，31，1074.d)T.Oba，Photosensitizer nanoparticles for photodynamic therapy.Curr.Bioact.Comp.，2007，3，239.]。医学上，用亚甲基蓝(methylene blue，MB)光敏化法产生的¹O₂来对血浆消毒和肿瘤的光动力学诊断[L.C.Harber，A.S.Fleischer，R.L.Baer，Erythropoietic protoporphyria and photohemolysis.J.Am.Med.Assoc.，1964，189，191.]。这种光动力学治疗技术在肿瘤的诊断和治疗中具有广泛的应用前景。单线态氧与人类健康和疾病密切相关，是当前生命科学和化学科学交叉研究的热点。