竹红菌素配位聚合物/富勒烯超分子的组装和光动力作用

超分子体系作为药物在医药领域中的应用引起了人们极大的兴趣。采用多种光敏剂组装形成超分子，通过光敏剂之间的协同作用，可克服单一光敏剂性能的不足，从而增强光动力活性。本项目拟利用π-π堆积作用、配位作用等非共价键作用组装形成竹红菌素配位聚合物/富勒烯超分子，将竹红菌素配位聚合物在可见光区吸收强、水溶性良好和对DNA亲合性较高的特点与富勒烯所具有的良好光、电性能结合；通过对超分子进行精心组织，使超分子体系进行有序的能量传递或电子转移作用，预期获得高效光动力作用；引入氨基吖啶和烷基三甲基氯化铵等对DNA具有较强亲合性的基团，进一步增强超分子体系对DNA的靶向作用和光敏损伤能力；探讨探讨不同条件下超分子体系与DNA的作用方式和光敏损伤DNA的机理,研究竹红菌素、富勒烯分子结构和金属离子种类对超分子光动力活性的影响；进一步寻求富勒烯、配位聚合物在光动力治疗领域中的应用。

本项目主要进行了含碳纳米材料和竹红菌素超分子的构建及其生物活性的研究, 包括以下四个方面:.(1)竹红菌素配位聚合物/富勒烯超分子的构建. 合成了色胺和芘基修饰竹红菌素(DTrpHA, PyrHA)及其金属配位聚合物. M-DtrpHA可通过π-π堆积和电子给受体作用包结富勒烯, 配位金属离子种类、富勒烯取代基结构对超分子的结合常数有较大影响. 而Y3+-PyrHA主要通过π-π堆积与富勒烯作用, 在有机溶剂中Y3+-PyrHA与富勒烯的结合常数较Y3+-DTrpHA小一个数量级左右.两亲性聚合物的构成、亲水-疏水平衡值对Y3+-PyrHA/富勒烯超分子在水溶液中的结合常数、尺寸、形貌和光物理性质有重要的影响. Mg2+与竹红菌甲素形成的配位聚合物Mg2+-HA能与羧基富勒烯通过配位作用形成超分子, 所形成的Mg2+-HA/富勒烯超分子能光敏产生多种活性氧. .(2)竹红菌素配位聚合物与DNA的相互作用. Mg2+、Zn2+与竹红菌乙素形成的配位聚合物Mg2+-HB, Zn2+-HB可通过静电作用与小牛胸腺DNA结合, 在光照条件下配位聚合物光损伤DNA的效率明显高于HB. DTrpHA及M-DTrpHA都能与G-四链体作用. DTrpHA及M-DTrpHA中的色胺和竹红菌素基团与G-四链体具有不同的结合位点. 进一步合成了以竹红菌素、邻菲罗啉衍生物为配体的铂配合物, 该配合物具有良好的荧光性质和较高的G-四链体亲和性. .(3)碳纳米材料超分子对蛋白酶的催化活性影响. 富勒烯衍生物与葡萄糖氧化酶(GOx)能形成稳定的复合体, 并影响GOx的构象. 富勒烯衍生物可结合于氧化还原基团黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的附近, 并能与还原型FAD发生电子传递作用. 将Fe3O4磁性纳米粒子负载于氨基吡啶修饰多壁碳纳米管上,得到具有良好的分散性和超顺磁性的Fe3O4/MWCNT-AP复合物, 形成的复合物可以吸附辣根过氧化酶(HRP)并使得HRP的最大反应速率提高3倍. .(4)含吡啶基多环芳烃电子受体超分子的构筑. 联吡啶[3,2-a:2’,3’-c]-7-氮杂-吩嗪(dpapz)及其铜(I)配合物能与双链DNA结合, 光照条件下可产生多种活性氧并损伤DNA. 甲基化的dpapz产物具有较强的受电子能力, 能与羧基化苝四甲酰亚胺形成电子给受体超分子.