一种对微弱光敏感的光敏药物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种对微弱光敏感的光敏药物及其制备方法。所述对微弱光敏感的光敏药物由携氧蛋白和水溶性光敏剂经酰胺缩合反应形成，携氧蛋白为血红蛋白或肌红蛋白，水溶性光敏剂为孟加拉红、光卟啉、亚甲基蓝或叶绿素。所述光敏药物的制备方法包括如下步骤：1)配制所述水溶性光敏剂的溶液和所述携氧蛋白的溶液；2)向所述水溶性光敏剂的溶液中依次加入偶联活化剂和稳定剂；3)向步骤2)的体系中加入所述携氧蛋白的溶液，经避光搅拌反应即得所述光敏药物。本发明专利技术提供的光敏药物，具有一定的携氧功能，且在微弱光照射的条件下即可被激活，与传统的光敏药物相比，其激活后产生单线态氧的速度更快，产量更高，有望用于组织内部肿瘤的光动力治疗。

Photosensitive medicine sensitive to weak light and preparation method thereof

The invention discloses a photosensitive drug sensitive to weak light and a preparation method thereof. The weak light sensitive photosensitive drugs by oxygen carrying protein and water-soluble photosensitizer by amide condensation reaction, the oxygen carrying protein hemoglobin or myoglobin, water-soluble photosensitizer Rose Bengal, methylene blue or light porphyrin, chlorophyll. The preparation method of photosensitive drug comprises the following steps: 1) solution preparation of the water soluble photosensitizer and the oxygen carrying protein; 2) activation coupling agent and stabilizer are added to the solution of water soluble photosensitizer; 3) to step 2) solution into the system the oxygen carrying protein, the light mixing reaction to obtain the photosensitive drug. The invention provides a photosensitive drug, has a certain function of carrying oxygen and in weak light conditions can be activated, compared with the traditional photosensitizer, the activation of singlet oxygen production faster, higher yield, is expected to be within the organization for Tumor Photodynamic therapy.

【技术实现步骤摘要】
一种对微弱光敏感的光敏药物及其制备方法
本专利技术涉及一种光敏剂及其制备方法，具体涉及一种对微弱光敏感的光敏药物及其制备方法。
技术介绍
光动力疗法是近年来逐渐兴起的一种治疗疾病的新型疗法，其作用基础是光动力效应。这一种冷光化学反应，是一种有氧分子参与的伴随生物效应的光敏化反应。使用特定波长的激发光(可见光、近红外光、紫外光或γ射线)照射生物组织，其中的内源性或外源性光敏物质吸收光子能量，由基态变成激发态。处于激发态的光敏剂会迅速将能量传递给周围的氧分子，生成活性很强的单线态氧，并与相邻的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性，进而导致细胞受损乃至死亡。同时，这一过程可引发组织中的毛细血管内皮损伤和血管栓塞，造成局部微循环障碍，进一步导致病变组织的缺血性坏死，产生治疗作用。可以说光敏剂、分子氧和激发光均为治疗过程中的广义药物，三者缺一不可。目前，光动力疗法已在临床上使用，并取得很好的疗效。由于光敏剂具有较低的暗毒性和较高的光毒性，因此其创伤面积小，作用范围只局限于光照区域，并不涉及周围正常组织和器官，也不会对人体的造血功能和免疫系统造成损害。此外，单线态氧通过对病灶组织的强氧化作用产生细胞毒性，其对不同细胞类型的病变组织都有效，且治疗过程细胞不会产生抗药性，可以重复治疗并始终保持疗效(参见Chem.Soc.Rev.,2011,40,340–362,Theroleofporphyrinchemistryintumorimagingandphotodynamictherapy)。然而，光动力疗法的局限性在很大程度上限制了其使用范围。由于生物组织对光线的吸收和散射作用造成了激发光强度的衰减，使得杀伤深度和杀伤面积受到很大的限制。此外，目前治疗过程中所使用的光敏剂多为脂溶性药物，这类药物在水溶液中会发生严重的聚集，造成单线态氧的淬灭，令治疗无法达到预期效果(参见MethodsEnzymol.,2000,319,376–400,Roleofactivatedoxygenspeciesinphotodynamictherapy)。而恶性肿瘤组织所处的乏氧状态导致了单线态氧的产量较低，这些缺陷将光动力疗法的使用范围限制于“薄层”结构疾病(包括某些皮肤病、眼底黄斑病变和浅表肿瘤)的治疗。为了将光动力疗法扩大到身体内部实体肿瘤的治疗中，现阶段有关于光动力疗法的研究方向主要集中在改变照射方式，选用功能化的载药体系和改善药物性能这几个方面。如在病灶区域引入光纤，将特定波长的激光引导到肿瘤区域，并通过控制光纤密度来达到均匀照射的目的；同时，还可以通过光纤导入一定浓度的氧气，以改善肿瘤的乏氧状态，该方法对实体肿瘤的治疗效果比较好，但是肿瘤转移的部分仍无法得到有效治疗。功能化的药物载体不仅可以负载药物，提高药物的选择性，还赋予载体荧光特性，使得某一波长的激发光能够激发不同的光敏剂，从而扩大药物的使用范围；而具有自发光性能的载体可在组织内部特定环境下自主发出一定波长的激发光，从而在不引入外部光源的条件下使得载药与激发药物同时完成，因此其具有治疗身体内部的实体肿瘤及转移肿瘤的能力。在改善药物性能方面，目前的研究重点主要放在增加药物对目标组织的选择性，提高单线态氧的量子产率，开发具有较长激发波长的药物等方面，令光动力疗法能够被更广泛的应用于多种疾病的治疗方面。然而，目前所使用的光敏剂大多需要很强的激发光照射才能够生成单线态氧从而产生细胞毒性，而生物组织具有对激发光反射、吸收和散射等作用，使得到达目标组织的光强度较低，对光敏剂的激发能力不足，这一缺陷在很大程度上限制了光动力疗法的使用范围。因此，需要合成水溶性好且具有较强的光敏感性并具有携带分子氧能力的药物，使其在微弱光照射下就能够被激发，产生大量的单线态氧，从而扩大光动力疗法的使用范围，增强治疗效果。
技术实现思路
本专利技术针对光动力治疗过程中到达靶组织的激发光强度较弱且分子氧浓度较低的不利条件，选用合适的底物和光敏剂，合成具有携氧能力且对激发光极其敏感的光敏药物。本专利技术所制备的药物可在微弱光照射的条件下被激活，产生单线态氧；同时自身所负载的分子氧也可以提供给反应，增加单线态氧的产量，达到扩大光动力疗法的使用范围并提高疗效的目的。本专利技术所提供的对微弱光敏感的光敏药物，其由携氧蛋白和水溶性光敏剂经酰胺缩合反应形成。本专利技术采用酰胺缩合反应，将水溶性光敏剂孟加拉红(具有羧基)结合到具有载氧能力的蛋白(具有氨基)上，合成了敏化的光敏药物，可在携氧的同时被微弱光激发产生单线态氧，克服了生物组织对光线穿透能力较弱的缺陷，并在一定程度上改善肿瘤周围的乏氧环境，从而将光动力疗法扩展到体内肿瘤的治疗中。所述的光敏药物中，所述携氧蛋白可为血红蛋白或肌红蛋白。所述的光敏药物中，所述水溶性光敏剂可为孟加拉红、光卟啉、亚甲基蓝或叶绿素等。本专利技术所述“微弱光”指的是强度为2～50μW/cm2的白光，其强度远小于目前治疗过程中所使用的单色光(强度约为10～90mW/cm2)。本专利技术进一步提供了所述光敏药物的制备方法，包括如下步骤：1)配制所述水溶性光敏剂的溶液和所述携氧蛋白的溶液；2)向所述水溶性光敏剂的溶液中依次加入偶联活化剂和稳定剂；3)向步骤2)的体系中加入所述携氧蛋白的溶液，经避光搅拌反应即得所述光敏药物。上述的制备方法中，步骤1)中，所述水溶性光敏剂的溶液中，所述水溶性光敏剂的浓度可为1～5mg/mL，具体可为2mg/mL；所述携氧蛋白的溶液中，所述携氧蛋白的浓度可为2～10mg/mL，具体可为5mg/mL。上述的制备方法中，步骤1)中，采用PBS缓冲液配制所述水溶性光敏剂的溶液和所述携氧蛋白的溶液；所述PBS缓冲液的pH值为7.4，离子强度为0.01M。上述的制备方法中，步骤2)中，所述偶联活化剂可为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)；所述稳定剂可为N-羟基硫代琥珀酰亚胺(Sulfo-NHS)；采用所述偶联活化剂进行活化的时间可为5～20min。上述的制备方法中，步骤3)中，所述避光搅拌反应包括如下步骤：首先在20～25℃的条件下反应5～20min，然后转移至2～8℃的条件下继续反应8～20h。本专利技术提供的光敏药物可用于制备光动力治疗剂，用于肿瘤治疗中，如可抑制乳腺癌细胞的活性。以所述光敏药物为活性成分的光动力治疗剂也属于本专利技术的保护范围。本专利技术首次提出利用功能性蛋白对水溶性光敏剂进行改性，得到具有携氧功能且在微弱光激发下即可被激活的光敏药物，是一种新型的药物。本专利技术提供的光敏药物，具有一定的携氧功能，且在微弱光照射的条件下即可被激活，与传统的光敏药物相比，其激活后产生单线态氧的速度更快，产量更高，有望用于组织内部肿瘤的光动力治疗。附图说明图1是本专利技术光敏药物在微弱光照射下单线态氧生成检测图。图2是含有相同RB浓度的单纯RB和Hb-RB体系中单线态氧产量比较图。图3是向耗尽氧气的Hb-RB封闭体系中通入氧气并采用1.5mW/cm2的白光照射时单线态氧的生成图谱。图4为空白对照、Hb-RB在黑暗条件及在1.5mW/cm2的白光照射条件下促进细胞对载药体系内吞的流式细胞检测图(由上至下)。图5是包裹Hb-RB的复合载药体系对乳腺癌细胞的细胞毒性柱状分析图。图6是向耗尽氧气的RB封闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对微弱光敏感的光敏药物，其由携氧蛋白和水溶性光敏剂经酰胺缩合反应形成。

【技术特征摘要】
1.一种对微弱光敏感的光敏药物，其由携氧蛋白和水溶性光敏剂经酰胺缩合反应形成。2.根据权利要求1所述的光敏药物，其特征在于：所述携氧蛋白为血红蛋白或肌红蛋白。3.根据权利要求1或2所述的光敏药物，其特征在于：所述水溶性光敏剂为孟加拉红、光卟啉、亚甲基蓝或叶绿素。4.权利要求1-3中任一项所述光敏药物的制备方法，包括如下步骤：1)配制所述水溶性光敏剂的溶液和所述携氧蛋白的溶液；2)向所述水溶性光敏剂的溶液中依次加入偶联活化剂和稳定剂；3)向步骤2)的体系中加入所述携氧蛋白的溶液，经避光搅拌反应即得所述光敏药物。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述水溶性光敏剂的溶液中，所述水溶性光敏剂的浓度为1～5mg/mL；所述携氧蛋白的溶液中，所述携氧蛋白的浓度为2～10mg/mL。6.根据权利要求4或5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峻柏，赵洁，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11