含重原子的BODIPY光敏剂的合成及应用于肿瘤的光动力治疗文献综述

 2023-03-25 06:03

含重原子的BODIPY光敏剂的合成及应用于肿瘤的光动力治疗

摘要：BODIPY荧光染料以其优良的光物理学性质和结构易于修饰等特性在肿瘤的诊断与治疗领域取得了重大进展。但BODIPY荧光染料存在的缺点，如近红外BODIPY荧光染料往往存在水溶性差而容易被机体快速代谢，缺乏环境响应性而增大了环境的背景干扰，没有靶向性而增加了材料的毒副作用，这些缺点往往限制了其在生物体内的应用。在BODIPY化合物适当的位置引入适量的卤素原子，可有效的提高旋轨耦合，增强系间窜越。本文主要讨论重原子修饰BODIPY光敏剂的合成与发展，以及其对肿瘤光动力治疗的应用。同时，对BODIPY光敏剂未来潜在的发展方向提出设想。

关键词：BODIPY；重原子效应；光敏剂；光动力治疗

一、文献综述

  1. 研究背景

随着现代科学技术的发展，人们的生活水平越来越好，医疗水平也有了巨大的提升。然而，恶性肿瘤严重威胁着人类的生命和健康，是当今世界导致人类死亡的第二大病因，一直是人类努力攻克的难题。

众所周知，手术治疗、放射治疗、化学治疗是癌症临床治疗的常规方法。然而，由于治疗效果差、复发风险高、无法忍受的副作用等原因，常规治疗只能为患者提供有限的生存可能性，预后较差，往往不能满足临床需要[1]。为了克服传统治疗方式的缺点，发展新型肿瘤治疗方式已成为目前医学领域研究的重点。

光治疗作为一种新兴的癌症治疗手段，具有治疗精度高、创伤性小、毒性低和选择性强等优点。依据光物理转换方式，光治疗可分为光动力治疗和光热治疗。其中光动力治疗在临床治疗已经得到广泛的运用[2]。PDT的作用机理是光敏剂在特定波长的光照射下吸收光能，吸收能量的电子从基态跃迁到单重激发态，然后部分电子经过分子间的系间窜越作用转化为三重激发态，三重激发态的电子再将能量传递给周围空气中的3O2，进而产生氧化活性很高的单线态1O2，引起病灶组织的损伤，最终导致肿瘤细胞的坏死或凋亡[3]。BODIPY光敏剂作为一种新型的光敏剂以其具有高的荧光量子产率和摩尔消光系数、环境不敏感性，优良的光稳定性、低毒性等优点而在近年来受到广运的关注[4]。

  1. 研究现状

BODIPY荧光染料以其优良的光物理学性质和结构易于修饰等特性在肿瘤的诊断与治疗领域取得了重大进展。目前大多数的工作主要集中于BODIPY荧光染料的合成方法以及体外性质表征层面的研究。但BODIPY荧光染料存在的缺点，如近红外BODIPY荧光染料往往存在水溶性差而容易被机体快速代谢，缺乏环境响应性而增大了环境的背景干扰，没有靶向性而增加了材料的毒副作用，这些缺点往往限制了其在生物体内的应用。因此，设计和开发新型高性能光敏剂，以提高其肿瘤靶向性、生物相容性、光转换效率以及近红外光吸收能力等，是光治疗领域重要研究方向之一[5]。

要使BODIPY作为能够运用于光动力治疗中的光敏剂，就必须提高其系间窜越（ISC）的效率，使BODIPY在受到光激发时能跃迁至三重态。提高BODIPY系间窜越效率的途径主要是依靠重原子效应，即将原子序数较大的原子取代至BODIPY合适的位置上，促进自旋轨道的重叠，其中卤代BODIPY是最为常见的修饰。

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