稀土（镧）离子光控释放体系的设计合成及反应机理研究

Photo-controlled release of rare earth ions can be used to control the quantity, location,and time of rare earth ions release,it can reduce the side effects caused by the traditional mode of administration. It has great significance in studying the physiological functions of the rare earth ions, controlling rare earth ion-induced physiological response and developing the potential value of rare earth ions in medical science. The project intends to carry out the design and mechanism of lanthanum ion photo-controlled release system, the main research contents include: (1) achieving the target of efficient complexation of ligand with lanthanum ions and efficient lanthanum ions photo-controlled release through the design and structural optimization of photo-controlled release molecular system; (2) exploring the mechanism and real-time monitoring the process of lanthanum ions photo-controlled release through characterization of lanthanum ions photo-controlled release kinetics; (3) preliminarily evaluating the application of lanthanum ions photo-controlled release system in medical science by in vitro experiments. The findings of the project will provide new research ideas and theoretical basis for developing the application of rare earth in medical science and the study of the mechanism of rare earth's physiological functions at the molecular and genetic level.

稀土离子的光控释放可实现稀土离子定量、定点、定时的控制释放，能够降低传统给药方式引起的毒副作用，对研究稀土离子的生理功能机制，控制稀土离子诱导的生理响应以及开发稀土离子潜在的医用价值都具有十分重要的意义。本项目拟开展稀土镧离子光控释放分子体系的构筑及反应机理研究，主要研究内容包括三个方面：（1）通过对释放体系分子的设计合成、结构优化实现配体与镧离子的高效络合以及镧离子的高效光控释放；（2）通过对镧离子光控释放的反应动力学表征实现对镧离子光控释放过程的实时监测及其光控释放机理的深入探究；（3）通过体外实验初步评价镧离子光控释放体系的应用价值。本项目的研究结果将为稀土在医药领域的应用以及在分子、基因水平上研究稀土对机体的作用机制提供新的研究思路和理论基础。

光控释放能够在数量、时间、位置上实现金属离子的可控释放，对研究金属离子的生理功能机制、控制金属离子诱导生理响应及其开发金属离子潜在的医用价值等具有十分重要的意义。本项目的研究内容包括（1）镧离子光控释放分子体系的构筑；（2）镧离子光控释放过程的表征及光控释放机理；（3）体外细胞实验初步评价镧离子光控释放体系的应用价值。项目按照任务计划书开展了相关的研究，基本完成任务书中规定的研究任务，取得了如下研究成果：（1）发展了一种有效的镧离子光控释放分子体系。以邻羟基希夫碱为分子骨架，设计并合成了一种基于希夫碱分子结构的新型配体化合物，该配体化合物进一步与La3+ 应生成La-配体络合物。（2）表征了光驱动La离子释放的反应机理。通过光谱分析和化学合成，对La-配体络合物在光诱导反应后的产物进行了表征和鉴定，确定了La-配体络合物在光诱导作用下发生La离子释放，其邻羟基希夫碱配体化合物转化为相对应的苯并恶唑衍生物。（3）发展了La离子光释放荧光检测方法及La离子光释放的调控。实验证明：反应体系中荧光强度随La离子光释放反应的增加而增强，同时实验结果还发现，反应物与生成物吸光度比值随光照时间的变化与La离子释放反应具有很好的线性关系，通过控制光照时间，能有效控制La离子的释放量，实现La离子的可控释放。