本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，具體涉及一種無重原子、具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射能力的i型雙光子光敏劑及其制備方法與應(yīng)用，特別是其具有單光子或雙光子熒光成像、發(fā)揮光動力治療效果的醫(yī)藥用途，在制備腫瘤治療藥物中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、作為一種非侵入性治療方式，光動力療法(pdt)已經(jīng)成為癌癥治療的一種替代技術(shù)。在pdt中，無毒的光敏劑(ps)在光和氧分子作用下產(chǎn)生活性氧(ros)，破壞細(xì)胞的蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞器等，從而殺傷腫瘤。相比于手術(shù)、化療(ct)和放療(rt)等傳統(tǒng)療法，pdt具有腫瘤破壞選擇性高、無創(chuàng)性、無明顯耐藥性等優(yōu)點(diǎn)。值得注意的是，ps吸收一個具有適當(dāng)波長的光子并從其基態(tài)(s0)到壽命為ns級的第一單重態(tài)激發(fā)態(tài)(s1)，再經(jīng)歷系統(tǒng)間交叉(isc)以形成壽命為μs的穩(wěn)定激發(fā)三重態(tài)(t1)，t1通常經(jīng)歷一系列光化學(xué)反應(yīng)將能量轉(zhuǎn)移到o2以生成高活性1o2(ii型pdt)。由于形成1o2的激發(fā)能量相對較低，在pdt過程中大多數(shù)主要是ii型反應(yīng)。然而，氧依賴性的ii型pdt仍然存在“阿喀琉斯之踵”，即加重缺氧。與ii型pdt不同，t1還可以通過電子轉(zhuǎn)移機(jī)制與蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等細(xì)胞內(nèi)底物反應(yīng)形成自由基，例如oh·和o2·-，這是非氧依賴性的i型pdt。因此，開發(fā)i型光敏劑用于提高缺氧腫瘤的治療效果具有重要意義。

2、雖然基于卟啉和酞菁(pc)的光敏劑已經(jīng)取得臨床成功，但大部分是ii型光敏劑，并且其主要吸收帶位于紫外-可見光(uv-vis)范圍內(nèi)，光穿透能力差，所以臨床應(yīng)用受到限制，pdt僅應(yīng)用于膀胱癌、食管癌和皮膚疾病等淺層組織。因此，已經(jīng)開發(fā)了大量的近紅外(nir)光觸發(fā)型ps，因?yàn)榻t外光的穿透深度比uv-vis更大并且對正常組織的光毒性更低。

3、目前，在pdt治療光學(xué)窗口(700-1000nm)具有強(qiáng)吸光度的大多數(shù)有機(jī)ps通常因疏水性表現(xiàn)出聚集淬滅狀態(tài)，導(dǎo)致水溶液中熒光量子產(chǎn)率及ros生成降低。為了克服這一限制，雙光子激發(fā)(tpe)的pdt技術(shù)逐漸發(fā)展，具有更好的光穿透能力進(jìn)而破壞更深的腫瘤，提供更精確的光療和更高的熒光成像空間分辨率。

4、tpe?pdt作為一種有前途的療法，要求ps具有較大的雙光子吸收截面(tpa)和較高的ros產(chǎn)生效率。目前已經(jīng)開發(fā)了的雙光子光敏劑，主要包括基于ir(iii)、釕(ii)的金屬配合物以及三苯胺衍生物。雖然金屬配合物顯現(xiàn)出了較好的抗腫瘤活性，但含金屬重原子的ps因較高的內(nèi)在細(xì)胞毒性和不良降解嚴(yán)重，無法實(shí)現(xiàn)廣泛的臨床應(yīng)用。并且，目前已有的雙光子光敏劑主要產(chǎn)生1o2，發(fā)揮ii型pdt作用機(jī)制，而i型pdt的雙光子光敏劑較少。

5、因此，開發(fā)無重原子的i型雙光子光敏劑對于未來ps的實(shí)際應(yīng)用以及臨床轉(zhuǎn)化具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于提供一種無重原子且具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射能力的i型雙光子光敏劑及其制備方法與應(yīng)用。

2、本發(fā)明開發(fā)了一種基于三苯胺的無重原子i型光敏劑，可用于癌癥的雙光子pdt。三苯胺骨架的引入使i型光敏劑產(chǎn)生了聚集誘導(dǎo)發(fā)射性能，在聚集狀態(tài)下增加了光敏劑的亮度，并且具有更高效的ros生成效率。在520nm以及808nm照射下，i型光敏劑通過i型光化學(xué)過程產(chǎn)生了o2·-和·oh。因此，i型光敏劑在缺氧條件下也可以產(chǎn)生破壞性的ros，克服了內(nèi)源性細(xì)胞缺氧的難題，作為在缺氧條件下工作的有效ps之一，將擴(kuò)大ps在癌癥治療中的臨床轉(zhuǎn)化視野。

3、技術(shù)方案：本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、本發(fā)明提供了一類具有通式ⅰ所示結(jié)構(gòu)的無重原子、具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射能力的i型雙光子光敏劑：

5、

6、其中，

7、每個r各自獨(dú)立地選自h、鹵素、羥基、硝基、烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、環(huán)烷基、環(huán)烷基氧基、環(huán)烷基硫基、酰基、酯基、酰胺基、芳基、雜環(huán)基、雜芳基、雜環(huán)烷基、單烷基胺基或二烷基胺基中的一種；

8、n＝1或2。

9、本發(fā)明一種優(yōu)選地實(shí)施方式是，r選自h、-ch3、-f、-cl、-br、-i、-oh、叔丁基或甲氧基。

10、本發(fā)明一種優(yōu)選地實(shí)施方式是，所述i型雙光子光敏劑優(yōu)選以下化合物，其結(jié)構(gòu)式如表1所示：

11、表1通式ⅰ部分化合物代號及其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)

12、

13、

14、i1：(e)-4-(5-((2,2-二氟-5-(4-氟苯基)-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

15、i2：(e)-4-(5-((5-(4-氯苯基)-2,2-二氟-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

16、i3：(e)-4-(5-((5-(4-溴苯基)-2,2-二氟-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

17、i4：(e)-4-(5-((2,2-二氟-5-(4-碘代苯基)-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

18、i5：(e)-4-(5-((2,2-二氟-5-苯基-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯胺；

19、i6：(e)-4-(5-((2,2-二氟-5-(對甲苯基)-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

20、i7：(e)-4-(5-((5-(4-(叔丁基)苯基)-2,2-二氟-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

21、i8：(e)-4-(3-((5-(4-(二苯基氨基)苯基)噻吩-2-基)亞甲基)-2,2-二氟-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-基)苯酚；

22、i9：(e)-4-(5-((5-(3,4-二氯苯基)-2,2-二氟-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

23、i10：(e)-4-(5-((2,2-二氟-5-(4-甲氧基苯基)-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

24、i11：(e)-4-(5-((5-(3,5-二甲氧基苯基)-2,2-二氟-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺；

25、i12：(e)-4-(5-((5-(2,6-二氟苯基)-2,2-二氟-2,3-二氫-1,3λ4,4,2λ4-惡二氮雜-1-亞基)甲基)噻吩-2-基)-n，n-二苯基苯胺。

26、本發(fā)明還提供了通式i所示的i型雙光子光敏劑的制備方法，包括以下步驟：

27、

28、(1)將5-(4-(二苯基氨基)苯基)噻吩-2-甲醛與含不同取代基r的苯甲酰肼在加熱條件下縮合；

29、(2)縮合產(chǎn)物再與三氟化硼乙醚溶液發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，得到通式i所示的i型雙光子光敏劑；

30、其中，r如通式i中的定義。

31、優(yōu)選地，步驟(1)中，將5-(4-(二苯基氨基)苯基)噻吩-2-甲醛與含不同取代基r的苯甲酰肼在無水乙腈或乙醇中回流過夜至反應(yīng)完全，抽濾得到固體，即為縮合產(chǎn)物；其中，r如通式i中的定義。

32、優(yōu)選地，步驟(2)中，所述縮合產(chǎn)物與三氟化硼乙醚溶液在甲苯中回流過夜至反應(yīng)結(jié)束，通過重結(jié)晶得到通式i所示的i型雙光子光敏劑。

33、本發(fā)明通式i化合物都可以用上述或類似上述的制備方法制備得到，根據(jù)取代基的不同和取代基位置的不同選用相應(yīng)的起始原料即可。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述路線有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容，除非另有規(guī)定，變量如同通式i中提及的一樣定義。

34、本發(fā)明還提供了一種藥物組合物，所述藥物組合物包括通式i的i型雙光子光敏劑以及藥學(xué)上可接受的載體或賦形劑。

35、本發(fā)明的藥物組合物可以采用各種已知的方式施用，例如口服、胃腸外施用、或經(jīng)由植入的貯庫施用。本發(fā)明的藥物組合物可單獨(dú)給藥也可與其他藥物聯(lián)合用藥?？诜M合物可以是任何口服可接受的劑型，包含但不限于片劑、膠囊劑、乳劑以及混懸劑、分散物和溶液。常用的藥學(xué)上可接受的載體或賦形劑包括穩(wěn)定劑、稀釋劑、表面活性劑、潤滑劑、抗氧化劑、粘合劑、著色劑、填充劑、乳化劑等。

36、無菌可注射組合物可按照本領(lǐng)域已知的技術(shù)使用適合的分散劑或潤濕劑和助懸劑來配制?？梢允褂玫乃帉W(xué)上可接受的載體和溶劑包括水、甘露醇、氯化鈉溶液等。

37、可以改變本發(fā)明的藥物組合物中活性成分的實(shí)際劑量水平以獲得對特定患者、組合物和施用方式而言可以有效實(shí)現(xiàn)所需治療響應(yīng)、對患者無毒的活性成分的量。所選擇的的劑量水平取決于多種因素，包括所用的具體的本發(fā)明的化合物的活性、施用途徑、施用時間、所用的具體組合物的排泄速率、治療的持續(xù)時間、與所用的具體組合物組合使用的其它藥物、化合物和/或材料、所治療的患者的年齡、性別、體重、一般健康狀況和既往病史以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中公知的類似因素。

38、本發(fā)明還提供了所述的i型雙光子光敏劑在制備腫瘤成像試劑中的應(yīng)用。

39、所述i型雙光子光敏劑實(shí)現(xiàn)體內(nèi)外的單光子或雙光子熒光成像。

40、本發(fā)明還提供了所述的i型雙光子光敏劑在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。

41、所述i型雙光子光敏劑具有光動力治療效果，在單光子或雙光子激光照射后可以產(chǎn)生超氧陰離子和羥基自由基。

42、所述i型雙光子光敏劑具有較低的暗毒性，在常氧或缺氧條件下，經(jīng)單光子或雙光子激光照射后，有效消融腫瘤細(xì)胞。

43、有益效果：

44、本發(fā)明提供的i型雙光子光敏劑具有較高的雙光子吸收截面，可以實(shí)現(xiàn)單光子或雙光子熒光成像，并且具有較高的組織穿透深度。同時，在單光子或雙光子激光照射后有效產(chǎn)生超氧陰離子和羥基自由基，在常氧或缺氧的條件下均能有效殺傷腫瘤細(xì)胞，并且暗毒性低。因此，本發(fā)明i型雙光子光敏劑能夠用于制備腫瘤成像試劑，用于制備抗腫瘤藥物，在深部缺氧腫瘤治療方面的應(yīng)用前景廣闊。