光谱调查Chlorin-Based敏化聚合物矩阵

文摘

氯e6及其衍生物是许多药物的基础医学用于治疗各种疾病,包括癌症、光动力治疗。非极性的衍生品氯e6-dimethyl醚氯的e6(测距装置Ce6)和氯三甲基醚e6(时间Ce6)——积极研究应用在光动力治疗。在这个工作中,根据电子光学吸收谱,光敏剂分子之间的相互作用与支星形共聚物dextran-graft-polyacrylamide阴离子形式的调查,利用后者的可能性作为药物输送载体对肿瘤细胞。

1。介绍

光动力疗法(PDT)是一种先进的方法治疗癌症和各种良性疾病,包括感染(1]。光化学反应的主要组件是light-activable molecule-photosensitizer (PS),光,和氧(2]。PDT是PS的原理方法的特定波长的光照射下能够启动单线态氧和其他活性氧的生成,直接杀死肿瘤细胞或者破坏肿瘤脉管系统(3,4]。PDT有许多优点超过传统的癌症治疗方法。天然或合成的PSs中起源、最有前途的是氯e6 (Ce6),拥有高疗效和毒性很低(5,6]。有很多基于Ce6药物或其衍生品已经创建并应用于临床,如Photolon Radachlorin, Photoditazin Talaporfin, Pirlitin。到目前为止,一些修改这种化合物的衍生品开发,将增加PDT的有效性。氯e6的低溶解度及其衍生物在水迫使他们寻找特殊的航空公司的地址送货。PDT的现代趋势是使用多功能聚合物人们可以增强面向目标的PDT。聚合物人们可以几个类型:线性和支化聚合物,聚合物胶束、纳米凝胶[7]。我们之前的研究表明,支星形共聚物dextran-graft-polyacrylamide阴离子形式可以有效的药物输送到肿瘤细胞[人们7),可以有效的原位合成金纳米粒子(矩阵8]。理论(9- - - - - -11)和实验(12,13]对星形聚合物的研究证明,支化高分子的局部浓度较高官能团能够绑定药物或其他物质导致其纳入聚合物人们。

纳米复合材料的特性取决于PS和聚合物矩阵的性质。这项工作的目的是比较对氯的吸收和荧光光谱e6,二甲醚氯e6,三甲基醚氯的e6(分别Ce6、测距装置Ce6和时差Ce6)在水溶液和支化聚合物的水溶液dextran-graft-polyacrylamide。

2。材料和方法

在这个工作中,氯e6(前沿科学,美国)。氯e6 (Ce6)衍生品二甲基酯(测距装置Ce6)和三甲基酯(时间Ce6)氯e6得到实验室的生物物理学和生物技术(白俄罗斯国立大学、白俄罗斯)。的结构公式研究了PSs呈现在图1。可以看到,测距装置Ce6和时差Ce6分子不同Ce6分子的存在两个或三个醚组而不是羧基,从而导致更大的疏水性和,因此,这些分子在水溶液聚合的概率增加

股票(集中)解决方案的Chlorin-type敏化由PS粉末溶解在乙醇。重量决定使用分析天平摆动(日本);称量准确度为0.05毫克。准备的解决方案如下:首先,股票在乙醇溶液( 米)准备;然后,在水的浓度稀释10⁵M。

nanocarrier,扩展得到的共聚物接枝聚丙烯酰胺(PAA)链上右旋糖酐( 克/摩尔⁻¹)使用了支柱。合成的细节、识别和分析内部聚合物结构被描述在14,15]。理论的接枝聚丙烯酰胺链的多糖链样本我们用作聚合物nanocarrier在目前的工作等于5,和相关的称为D70-g-PAA dextran-graft-polyacrylamide共聚物。分子聚合物样品的参数 克/摩尔, 海里, 。本系列共聚物在选择的支样品合成是基于我们的先前的研究。

D70-g-PAA共聚物皂化是碱性水解,用氢氧化钠获得支化聚电解质dextran-graft——(polyacrylamide-co-polyacrylic酸)称为D70-g-PAA (PE)在(16]。脲组的皂化度羧化物的PAA-grafted链由电位滴定等于43%16]。

吸收光谱是注册一个分光光度计卡里60(安捷伦)在200 - 800海里。光谱分辨率是1纳米。荧光光谱是注册一个卡里Eclipse(瓦里安、澳大利亚)荧光分光光度计在200 - 800纳米的范围。荧光测量的光谱狭缝的宽度是5海里。记录所有的光谱进行了标准石英比色皿 厘米(传输范围170 - 1000 nm)。

3所示。结果与讨论

3.1。敏化的化学结构的表现(Ce6、测距装置Ce6和时差Ce6)的吸收光谱

由于高度耦合的电子系统,卟啉有特征吸收光谱:1、所谓索瑞特乐队,一个非常强烈的乐队在380 - 420海里,和一些没那么强烈的乐队在500 - 750海里(q波段)。图2吸收光谱显示Ce6的水溶液,测距装置Ce6, Ce6身上。

在研究分子的吸收光谱在紫外和可见光谱区域,吸收最大值的分布和强度Сhlorins是观察到的特征。最激烈的乐队出现在可见光和紫外线的边界区域的光谱在399海里(俗乐队)和可见光和红外的边界区域的光谱在662海里。俗乐队的光学密度大约是相同的所有三个化合物。乐队和他们的红移的扩大表明增加聚合过程与系统的疏水性增加。同时,乐队的强度附近的q波段~ 670 nm增加行: ,即。,demonstration increasing of ratio PDT活动和增强的分子。这些结果是在良好的协议与公布的数据(17,18]。

3.2。的聚合物基质对吸收光谱的影响Chlorin-Based光敏剂

的吸收光谱Сe6解决方案在水和阴离子聚合物D70-g-PAA (PE)在图所示3。最激烈的俗乐队(最大吸收405海里)位于近紫外线范围,而q波段(504和648海里)光谱的红色部分。一般的实验记录光谱一致与文献数据(17,18]。下面的光谱表明,乐队在吸收光谱的形状的可见范围光敏剂Ce6溶解在水和在聚合物D70-g-PAA (PE)几乎不改变光密度,但俗和q波段强度的比值的变化清晰可见。它也被发现,根据聚合物,光谱的位置和光学吸收密度俗乐队和q波段最多504海里保持不变,而对于q波段位于约650海里,有一个轻微的红移的离子聚合物 nm。另外,可以看出,乐队成为略窄,这表明聚合物的存在妨碍了聚合过程中固有Ce6的水溶液。

图4Ce6显示更详细的吸收光谱,测距装置Се6和时差Се6解决方案在水和阴离子聚合物基质D70-g-PAA (PE)附近的俗乐队。如果我们比较俗带线的形状Ce6及其修改表单,我们将会看到以下特点:Ce6,变得狭窄和对称;肩膀的几乎没有明显的红移,说明存在水溶液聚合的消失;Се6身上,有一个小低频转变;测距装置Се6,紧身上衣结构显然是观察。这种变化表明,所有三个敏化是嵌入到聚合物基质中,但不同。Ce6二甲醚的尤其如此,它的吸收光谱(俗乐队的双重性质)可以证明光敏剂分子的聚合不可能融入聚合物结构。

关于q波段光谱范围在450 - 620海里(数字3和5),一个可以看到Ce6显示了更大的敏感性聚合物矩阵,而对于测距装置Се6Се6身上,他们仍然几乎不变。

特别感兴趣的是乐队第四季,因为更多的是这个乐队的PDT效应实现更大的强度。图5表明,在聚合物的存在,这个乐队的形状变得更对称,及其强度增加的行: 。这种光谱变化再次确认的事实防止光敏剂分子的聚合的聚合物矩阵。请注意,有一个红移的乐队,这是一个重要的因素为PDT的有效性。

广义的分析谱带的位置在桌子上1。

3.3。敏化的化学结构的表现(Ce6、测距装置Ce6和时差Ce6)的吸收光谱

研究了敏化的交互与聚合物基质也证实了荧光光谱,呈现在图6。

Ce6在聚合物的存在给出了PL光谱已经描述在文献[17,18]。PL激发光谱与吸收光谱,这表明同一中心参与的吸收和发射过程。

Ce6的荧光光谱在聚合物兴奋通过辐射 纳米(图6(一)红线)展示了一个强烈的乐队最多661海里和低强度广泛~ 715 nm的肩膀上。在同一图中,黑色的线显示了吸收光谱,这完全符合激发光谱荧光(虚线红线),这表明参与辐射过程的中心。

测距装置C6(图6 (b)“红移”),荧光带2海里。这条线的形状保持不变。但比较荧光激发光谱与吸收光谱表明,俗乐队是一个偶极子,但强度是“。”和排放的主要贡献是由过渡所代表的399 nm乐队,这是没那么强烈的吸收光谱,和更强烈的吸收带PL(380海里)的激发光谱只在低强度的形式给出了短波的“肩膀”。

时间Ce6谱(图6 (c))的两个之前的有很大区别:首先,一个意想不到的高强度带~ 420 nm,其次,在该地区的第四季度乐队,我们看到两个乐队最大值为678和752海里。这些乐队的光谱位置对应于第四季度乐队在前面的光谱(一种强烈的乐队在661和663厘米¹分别在Ce6和测距装置Ce6和广泛的低强度乐队大约在750海里)在678年和752海里。然而,在这种情况下,强度发生的再分配,和第二个乐队(代表Ce6和测距装置Ce6宽光谱的低强度乐队)狭窄和清晰明显,和它的强度超过了主要第四季度带的强度。也就是说,我们看到的概率显著增加过渡。PL激发光谱表明,发射中心一样Ce6和测距装置C6。正确的解释,有必要开展量子力学计算。

4所示。结论

的光谱特征综合研究了聚合物/氯系列的敏化。比较的吸收和荧光光谱解Ce6在水和阴离子聚合物dextran-polyacrylamide的形式显示可见阴离子矩阵对的光物理性质的影响研究敏化。吸收光谱的结果表明:水Ce6及其修改forms-dimethyl(测距装置)和三甲基(时差)esters-in紫外线范围和可见光谱中,有一个特征吸收最大值的位置:俗带389 - 410 nm和506 q波段,536年和590 - 616海里;然而,在从Ce6测距装置和过渡时间,这些光谱的强度和带形状的变化。乐队和他们的红移的扩大表明增加3 PSs的水溶液聚合过程与系统的疏水性增加。结果表明,聚合物矩阵有效防止敏化的聚合过程。吸收光谱的比较PS / D70-g-PAA (PE)系统与相应的水解决方案表明,在聚合物的存在,乐队的应用特征减少,这表明PS单体含量的增加解决方案。变化的最大值的位置俗乐队(蓝色为测距装置和红色的时间)和第四季度乐队表明PS的结合到聚合物矩阵,即。、复杂的形成。这也证实了荧光光谱。此外,红移的第四季度乐队行Ce6-DME Ce6-TME Ce6和外观的乐队在752 nm(时间Ce6)当这些PSs引入到聚合物基质使PDT相比,他们更有前途的水解决方案。 In addition, the redshift of the Q4 band in the Ce6-DME-TME series and the appearance of a band at 752 nm (for TME), when these PSs are introduced into the polymer matrix, make them more promising for PDT compared to aqueous solutions.

数据可用性

数据请求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这份出版物是由教育部支持部分,科学乌克兰:联合Ukrainian-Belarussian研究与开发项目”设计和物理化学性质的新型多组分纳米系统实体肿瘤的治疗和诊断”(2019 - 2020)。

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