[发明专利]一种具有肿瘤乏氧传感及光活性的环金属铱配合物及其应用

说明书

本发明设计了一种新的基于Ir(III)的环金属铱配合物，具有如下结构：或者本发明利用其氧气依赖磷光猝灭的特性可以实现对氧气浓度的直接的、可逆的检测。同时，该环金属铱配合物在肿瘤的光动力治疗常氧与乏氧模式中均显示高度的抗肿瘤活性。

技术领域

本发明属于金属配合物领域，具体涉及一种具有肿瘤乏氧传感及光活性的环金属铱配合物及其应用。

背景技术

在正常的组织细胞中氧气的浓度约为5-20％，而在实体肿瘤中氧气浓度低于4％，在距离肿瘤血管较远的区域氧气浓度甚至达到0％。乏氧的肿瘤组织对传统的放射治疗具有抗性。与放射治疗相似，光动力疗法的作用机理也是依靠产生单线态氧杀伤肿瘤细胞，而目前报道的光敏剂多数具有氧气依赖性。乏氧条件下，经典的光敏剂-血卟啉衍生物的PDT效果受到明显抑制，其PDT活性的氧气浓度临界值约为15-35mm Hg，同样，光敏剂Foscan的光动力效率会完全受到抑制。对金丝桃素及酞菁类光敏剂来说，它们通过光动力效应对细胞产生的毒性也依赖氧气浓度。另外，PDT治疗的过程本身会在产生单线态氧的过程中消耗氧气造成缺氧而影响自身的治疗效果。

开发具有I型光敏化机制的光敏剂是解决肿瘤乏氧造成的光动力效率下降的一种解决方法。环金属铱(III)配合物作为其中重要的一类也发挥了重要的作用。作为光动力疗法的光敏剂，铱(III)配合物可以通过其激发态的调控获得高的活性氧(ROS)产率。另外，作为光动力治疗的光敏剂，环金属铱(III)配合物活性氧物种的产生既可以通过电子进程(I型)也可以通过能量转移(II型)。McFarland课题组报道了一种用于光动力抗菌疗法(photodynamic antimicrobial chemotherapy，PACT)的基于过渡金属钌(II)多联吡啶配合物的光敏剂TLD1433，该光敏剂在所有溶剂中均不发光(量子产率0.05％)，表明可能存在I型光敏剂中非常重要的激发态能量弛豫方式。TLD1433在常氧下具有较好的光动力抗菌活性(对金黄色酿脓葡萄球菌的减少数量级log 10reductions为6.7)。另一方面，乏氧情况下，该光敏剂可以基于I型光疗机制产生光动力抗菌效果(对金黄色酿脓葡萄球菌的log10reductions为6.8)。另外，在后续研究中发现TLD1433在光动力抗肿瘤方面也有一定潜力，目前，该光敏剂已经进入临床I期研究阶段，在膀胱癌的光动力治疗方面具有有较好的效果。

另一方面，基于部分光敏剂在正常组织与癌变组织中微环境不同而形成荧光强弱差异的原理，可有效区分病变组织，光动力学诊断(Photodynamic diagnosis，PDD)即基于此原理。由于氧气对磷光具有猝灭作用，肿瘤内部乏氧区域氧分压很低，不能猝灭磷光，从而实现对肿瘤乏氧检测并成像。

发明内容

本发明设计了一种新的基于Ir(III)的光敏剂，利用其氧气依赖磷光猝灭的特性可以实现对氧气浓度的直接的、可逆的检测。同时，该光敏剂在肿瘤的光动力治疗常氧与乏氧模式中均显示高度的抗肿瘤活性。

本发明具体技术方案如下：

一种环金属铱配合物，其特征在于具有如下结构：

上述的环金属铱配合物，可以进一步与阴离子结合，所述阴离子选自Cl^-、Br^-，I^-，NO₃^-或PF₆^-。

本发明具体的环金属铱配合物选自

本发明另一目的在于公开所述的环金属铱配合物在制备光敏剂中的应用。

优选的，所述环金属铱配合物为光动力学疗法有关的光敏剂。所述环金属铱配合物可作为光敏剂应用于细胞共聚焦成像。

上述应用中一个优选的应用为所述环金属铱配合物在制备抗肿瘤药物中的应用。