活性氧响应门控的光控药物释放探针体系的设计与构建

Abstract：Realizing accurate controlled drug delivery process is of great importance in the process of treatment of disease and attracts attention of researchers. As a highly accurate and physical external stimulation, light achieve the time and space controlling of drug release at the same time. Cells will pass into oxidative stress status and produce reactive oxygen species (ROS) with harmful stimulants. Controlling the drug delivery ability with ROS will improve the accuracy and decrease the damage to the cell. Therefore, we design and synthesis novel drug release molecules which present different bond breaking ability after reacting with ROS, realizing the accurate control of drug release process, and try to apply to cell images. This will be a novel photo-controlled drug release system.

实现对药物分子释放过程的精确控制在疾病治疗过程中具有重要的意义。光照作为一种高度精准的非物理性接触的外部刺激，可以达到时间和空间的同时可控，具有较高药物释放的准确性。受到有害刺激的细胞会进入氧化应激状态产生活性氧物种；通过活性氧控制药物分子释放的能力，可进一步提高药物分子释放得准确性，减小药物分子对正常组织的伤害。因此，我们设计合成能够与活性氧作用、并且作用后光切断键释放药物分子能力明显提升的药物分子释放体系，实现药物分子释放过程的更精确控制，并将此响应释放体系应用于细胞成像中。这是光控药物释放材料设计的一种新思路。

为实现对药物释放过程的精准控制，我们尝试利用细胞微环境中标志物活性氧分子和非物理接触光照作为药物释放双重控制手段；在活性氧浓度较高的细胞中呈现光控药物释放的能力，而正常细胞中受到光照刺激并无光切药物释放的能力，从而达到减小药物引起的副作用的效果。但遗憾的是，此研究过程并不顺利，没有得到性质较好的光切药物释放衍生物。此外，我们课题组设计合成一类基于联苯并噻唑衍生物，将其用于疾病相关标志物（酯酶、巯基氨基酸）的检测，并探究此类荧光探针在分子检测及细胞成像中的应用。研究发现，此联苯并噻唑衍生物光学性质稳定，通过不同官能团的修饰，可以用于检测常见的疾病标志物（酯酶或巯基氨基酸类），并具有较好的选择性、较低的生物毒性，并可用于细胞中标志物的检测过程。其中，酯酶检测分子EP不止能够实现酯酶的细胞外、细胞内的检测，还能够成功区分酯酶活性高的细胞与活性低的凋亡细胞。希望该研究对疾病相关小分子标志物探针的设计合成等方面的研究提供参考依据。