Исследование спектрально-люминесцентных свойств водорастворимых мезо-пиридил замещенных свободных оснований порфиринов и их цинковых комплексов
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?орфицены, хлорины и феофорбиды и т.д.
Эффективность фотосенсибилизатора зависит от множества факторов. Идеальный фотосенсибилизатор:
) характеризуется очень низкой темновой токсичностью;
) быстрее захватывается патологически измененной тканью (т. е. тканью-мишенью), чем нормальной тканью;
) быстро выводится из нормальной ткани;
) активируется при длине волн, проникающей в ткань-мишень;
) способен производить большое количество цитотоксического продукта.
Фотосенсибилизаторы, используемые для ФДТ, накапливаются как в нормальных, так и быстро делящихся (злокачественных) клетках, но из опухолевых клеток удаляются медленнее. Эта разница выведения обусловлена большим количеством и более высокой проницаемостью кровеносных сосудов, снабжающих быстро делящиеся опухолевые клетки, а также замедленным оттоком лимфы из этих клеток [24]. Считается, что фотосенсибилизаторы локализуются в кровеносных сосудах, лизосомах, митохондриях, плазматических мембранах и ядрах опухолевых клеток. ФДТ уничтожает опухолевые клетки путем:
) непосредственного разрушения под действием синглетного кислорода;
) повреждения кровеносных сосудов;
) активации иммунного ответа.
Скорость, с которой фотосенсибилизатор накапливается в ткани-мишени и затем выводится из нее и соседних здоровых тканей, помогает определить длительность и дозу облучения светом. Эта скорость существенно зависит от типа фотосенсибилизатора и пути его введения.
Фотосенсибилизаторы на основе порфирина, в частности порфимер натрия (Фотофрин, QLT Phototherapeutics Inc., Канада), используются для ФДТ рака мочевого пузыря, легкого, пищевода, желудка, кожи и шейки матки. Максимальное поглощение порфиринов приходится на полосу Соре (360-400 нм), четыре меньших пика поглощения располагаются в диапазоне от 500 до 635 нм. Применение порфириновых сенсибилизаторов для лечения кожных поражений ограничено в связи с медленным выведением порфиринов и связанным с ним длительным (4-6 нед.) периодом повышенной фоточувствительности кожных покровов [24].
1.3Механизм участия и методы регистрации триплетного кислорода в ФДТ
Рассмотрим более детально схему первичных процессов фотодинамического эффекта в биосистемах, которые могут происходить после поглощения кванта света ФС:
1S 3SK13S S0K23S hv + S0K33S + M S- + M+K43S + O2 S0 + 1O2K5 (или Kq)M + 1O2 MO2K6M + 1O2 M + O2K71O2 O2K8
Главным процессом в механизме ФДТ с участием СК является процесс 5 взаимодействие триплетно-возбужденного сенсибилизатора и МК. Перенос энергии управляется диффузией молекул и осуществляется столкновительными процессами. В растворах квантовый выход образования синглетного кислорода равен квантовому выходу триплетных состояний сенсибилизатора, но в биосистеме эффективность его образования может быть намного меньше, он зависит от константы скорости тушения молекул кислорода в биосистеме.
Доказательством участия синглетного кислорода в фотодинамическом процессе является только наблюдение тушения триплетного состояния сенсибилизатора кислородом (процесс 5); и отсутствия тушения триплетного состояния в отсутствие кислорода с одновременным прекращением фотодинамических эффектов.
Прямой метод регистрации синглетного кислорода (lDg), по его синглет-триплетной люминесценции при 1,27 мкм, эффективен в простых системах, таких, как растворы, где присутствуют только сенсибилизатор и кислород. В более сложных системах выход люминесценции lDg очень мал (вероятно, менее 10-7), а время жизни люминесценции lDg<0,1 мкс [23]. Короткое время жизни синглетного кислорода в биосистемах можно трактовать как следствие его сильного тушения биомолекулами, а малый квантовый выход - как результат тушения, а также малой эффективности столкновительных процессов. Поэтому имеющиеся в настоящее время наблюдения сверхслабой сенсибилизированной люминесценции синглетного кислорода не могут рассматриваться как доказательство участия только этого механизма в фотодинамике. Правильное заключение можно сделать, сопоставляя вклады в тушение триплетов сенсибилизатора как кислородом, так и молекулами биосистемы.
Молекулы фотосенсибилизатора с триплетного состояния Т1, преимущественно, безызлучательно переходят в основное состояние с константой скорости K2. В следствии чего, основным методом регистрации триплетных состояний является метод Т-Т поглощения, который применим только для оптически прозрачных систем.
Другой метод детектирования триплетов связан с регистрацией спектра излучения молекул. Наиболее прямым методом регистрации триплетов является метод фосфоресценции (константа K3). Как правило величина излучательной константы К3 на много порядков меньше, чем величина безызлучательной K2. Однако, среди производных металлопорфиринов есть такие, у которых K3 меньше, чем К2 на один-два порядка, что обеспечивает квантовые выходы фосфоресценции 0,1-0,01 и позволяет достаточно легко регистрировать свечение триплетов.
фотодинамический фотосенсибилизатор люминесцентный порфирин
2.СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА НОВЫХ КАТИОННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОРФИРИНОВ
2.1 Материалы и методы
Объектами исследования выбраны катионные водорастворимые свободные основания тетра-мезопиридилпорфирина и их цинковые комплексы, содержащие в качестве противоиона Cl-. Положение атома азота в пиридильном кольце 4 (пара) или 3 (мета) относительно порфиринового макроцикла. Дополнительно в ?/p>