隨著生物化學領域科技的不斷發(fā)展,如何更好的治療癌癥成為科研工作者們所關心的問題。光既可作為觸發(fā)誘導手段釋放藥物等活性物質,用于治療等方面的應用,也可以作為治療方式,其中光動力治療方案自被提出以來,由于其相比于傳統(tǒng)的腫瘤治療手段具有顯著的優(yōu)勢,例如通過分子結構的設計,能夠將光敏材料靶向腫瘤組織,或者通過光照時長來控制治療的進度等,故而受到人們廣泛的關注。但是光動力療法對氧氣的依賴度極高,而腫瘤內部乏氧的環(huán)境會大大限制其治療的效果,同時大多數腫瘤都生存在生物體內部,所以光療時對于光源的穿透深度有較高的要求。因此如何利用腫瘤內部的乏氧環(huán)境,在進行光動力治療的同時也能夠提升治療效果成為亟需解決的問題。而如何在不影響生物體正常生理功能的條件下,敏化材料能夠準確靶向目標,同時可以被近紅外光源激發(fā),也是腫瘤治療過程中所需要解決的問題。對于以上問題開展的主要研究內容如下:（1）對于傳統(tǒng)光動力治療過程中的乏氧問題,大多數分子改良方案都是設計攜帶氧氣或能夠內部釋放氧氣的基團,從而提高治療效果。但是這無法從根本上解決乏氧的問題,我們通過設計并合成Ru（bpy）3和DNCP衍生物（DNCP-F,DNCP-Me... 

【文章來源】：南京郵電大學江蘇省

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【學位級別】：碩士

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（a）溶液中配合物結構變化;（b）紫外吸收光譜變化；（c）交替進行暗/光照射實驗[49]

南京郵電大學專業(yè)學位碩士研究生學位論文第一章緒論4圖1.2（a）溶液中配合物結構變化;（b）紫外吸收光譜變化；（c）交替進行暗/光照射實驗[49]（2）I型和II型光誘導過程對細胞產生損傷的機制超氧陰離子和單線態(tài)氧都可以與生物分子發(fā)生反應，例如會破壞脂質、蛋白質和核酸等生物分子，因此具有細胞毒性[45]。然而I型光誘導過程中產生的超氧陰離子不會直接對生物分子造成損傷，而是會與氫離子反應生成過氧化氫，如圖1.3所示，過氧化氫會在二價鐵離子的催化下發(fā)生Fenton反應從而生成羥基自由基，此外，超氧陰離子會與過氧化氫通過Harber-Weiss反應也會形成羥基自由基[50]。羥基自由基非常的活潑，容易與生物大分子上的雙鍵發(fā)生加成反應，會引發(fā)鏈反應發(fā)生，例如羥基自由基會與脂肪酸發(fā)生反應，會引發(fā)脂質過氧化的鏈反應，最終導致細胞膜損傷[43,50]。大多數光敏劑是通過II型光誘導過程產生細胞毒性，其產生的單線態(tài)氧可以導致脂質過氧化，并使細胞膜破裂。單線態(tài)氧也可以與氨基酸發(fā)生反應，從而損傷蛋白質[43]。單線態(tài)氧具有非常高的反應活性，它的壽命大約為40ns，作用半徑約為20nm[51,52]。由于單線態(tài)氧的作用半徑較小，且可以通過光照來調控，所以光動力治療具有特異性和可控性[43]。圖1.3Ⅰ型光誘導過程中的反應[50]（3）光誘導細胞死亡的三種機制目前，光誘導細胞死亡的途徑主要有三種：細胞壞死、凋亡和自噬[53]。光動力治療可以

南京郵電大學專業(yè)學位碩士研究生學位論文第一章緒論8圖1.6一氧化碳和一氧化碳釋放分子在生物體內的潛在作用機理[31](HIF1α：缺氧誘導因-1α；IL10：白介素-10；iNOS：誘導型一氧化氮合成酶；PPARγ：過氧化物酶體增殖物激活受體-γ；ROS：活性氧；TNF：腫瘤壞死因子)（1）一氧化碳內源性的產生及主要作用1968年，Tenhunen和Schmidt發(fā)現了血紅素加氧酶（HemeOxygenase，HO）的主要功能是催化血紅素分解，通過分解反應從而產生內源性一氧化碳，內源性產生的一氧化碳對生物體維持正常生理功能有很重要的影響[95]。血紅素加氧酶被激活的主要因素及途徑如圖1.7所示，通過一系列的聯級反應最終激活血紅素加氧酶，其中重金屬元素、細胞內活性氧的增加和細胞因子等因素都會誘導激活血紅素加氧酶[96]。血紅素加氧酶主要存在于哺乳動物的細胞中，并且分為氧應激誘導型（HO1）和組合型（HO2）兩種，其中氧應激誘導型的血紅素加氧酶在所有的細胞中均可發(fā)揮誘導作用，擔當著促進一氧化碳的產生等重要角色，而組合型血紅素加氧酶主要在脈管系統(tǒng)和睪丸中表達，很少在其他場所發(fā)揮效應[97]。如圖1.8所示，兩種類型的血紅素加氧酶均參與血紅素轉化為膽綠素的過程，并且控制其反應速率，同時四吡咯環(huán)中的鐵離子和一氧化碳會被釋放出來，然后膽綠素迅速被膽綠素還原酶轉換為膽紅素，進一步的與鐵離子合成鐵蛋白，血紅素加氧酶在其中擔當著重要的催化作用[31]。釋放出的一氧化碳對包含鐵離子的靶標具有很強的親和力和擴散率，并會與細胞中和血液中的血紅蛋白相結合，最終通過肺部呼吸排出一氧化碳。普遍觀點都認為一氧化碳是一種有毒氣體，特別對于依靠氧氣運輸和線粒體呼吸的哺乳動物會造成難以恢復的傷害，但是內源性一氧化碳在生物體內有著非常重要的生理作用，同?


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