光動力療法是一種已獲臨床批準使用的癌癥治療方法。其具有安全性高、時空選擇性強和非侵入性等優(yōu)點。然而，大多數(shù)臨床批準使用的光敏劑只能被可見光（400-700 nm）所激活。由于生物組織物對可見光的強吸收和散射特性往往會嚴重削弱激發(fā)光的穿透能力，嚴重限制了光敏劑在深處組織部位的應用。相比之下，處于生物治療窗口（700-900 nm）的近紅外光在組織中受到吸收和散射作用相對較弱，可以有效地穿透一定厚度的組織，從而激活光敏劑。但是，隨著波長的延長，光子能量逐漸降低，激發(fā)態(tài)的光敏劑和單線態(tài)氧能級匹配困難，光敏劑傾向于以非輻射躍遷方式耗散能量（光熱）等問題致使近紅外光敏劑的單線態(tài)氧量子產(chǎn)率較低。為了保證近紅外光敏劑產(chǎn)生足夠的單線態(tài)氧，往往需要較強的激光強度（>100 mW/cm2），這會造成一定的安全隱患。
大連理工大學彭孝軍院士團隊樊江莉、孫文教授選擇具有強近紅外吸收、高摩爾消光系數(shù)的七甲川花菁為染料母體，通過引入硒雜原子，構(gòu)建了一例具有超高單線態(tài)氧生成能力的近紅外光敏劑。該硒取代七甲川花菁表現(xiàn)出強烈的近紅外光（840 nm）吸收能力，且在低劑量的近紅外光照下（850 nm， 5 mW/cm2）迅速降解單線態(tài)氧捕獲劑，是吲哚菁綠的24.5倍，顯示出其超高的單線態(tài)氧生成能力，是迄今為止已報導的近紅外光敏劑中單線態(tài)氧量子產(chǎn)率最高的染料分子。
理論計算證明硒原子在分子中發(fā)揮著雙重作用。首先，與甲川鏈之間產(chǎn)生了強的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移效應，這極大地縮減了單重態(tài)與三重態(tài)之間的能級差。另外，硒的重原子效應顯著增強了分子的自旋軌道耦合。該硒原子的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移效應和重原子效應協(xié)同促進了系間竄越的發(fā)生，從而顯著提高了單線態(tài)氧量子產(chǎn)率。超快光譜分析證明該分子具有較高的三重態(tài)量子產(chǎn)率（61%），遠高于其它分子，這進一步解釋了其具有超高單線態(tài)氧生成能力的原因。
同時該研究團隊發(fā)現(xiàn)硒取代七甲川花菁具有較高的生物相容性和光毒性。并且體內(nèi)實驗證明該分子在光照下能夠有效消融固體腫瘤。為了研究其對深處組織部位固體腫瘤的消融能力，作者使用12 mm的雞肉組織覆蓋腫瘤。實驗發(fā)現(xiàn)即使在12 mm的雞肉組織覆蓋下，固體腫瘤的生長也受到了明顯的抑制。另外，該團隊也構(gòu)建了小鼠原位乳腺癌模型，研究發(fā)現(xiàn)該近紅外光敏劑不僅可以有效抑制原位乳腺腫瘤的生長，并且還能有效抑制癌細胞肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生。
該硒取代近紅外七甲川花菁優(yōu)異的性能，為解決近紅外光敏劑固有的低單線態(tài)氧量子產(chǎn)率的問題提供了一種新方案。
轉(zhuǎn)載鏈接：https://www.x-mol.com/news/895865
如有侵權(quán)請聯(lián)系我們，我們將會刪除。
優(yōu)南推薦產(chǎn)品