富勒烯卟啉衍生物的放射性核素标记及其生物体内行为研究

富勒烯（C60）具有独特的化学和生物性质，是药物设计的理想载体，同时，富勒烯及其衍生物在抗爱滋病毒、抑制酶活性、切割DNA 及光动力治疗等方面存在巨大应用价值。本研究将具有亲肿瘤性的卟啉类化合物修饰连接到C60上，合成多种新型的富勒烯衍生物；并选用性质优良的放射性核素（氚，188Re，99mTc）进行标记，通过研究其生物分布（SPECT显像）、动物体内的药代动力学、对机体的毒副作用等详细了解其在生物体内行为。研究将可能获得有潜在应用前景的具有双重疗效的新型靶向纳米药物；同时，采用示踪技术，将对富勒烯卟啉衍生物在生物体内行为做较为全面的研究，丰富目前纳米材料生物体内行为的数据。这对于研究碳纳米材料的生态学行为及其在生物医学领域的应用具有重要意义。

本项目完成了7种卟啉和3种富勒烯卟啉衍生物的制备和表征，其中C60-TPPOH为首次合成，且在碱性条件下易溶于水。开展了这几种化合物的99mTc、188Re和131I的标记工作，对于99mTc标记，除了C60-TPPOH的标记率为85%外，其他化合物的标记率均较低，这主要是卟啉环的刚性引起的；188Re的标记率较99mTc更低，稳定性差，无进一步研究价值；131I与TPPOH和TPP(NH2)的标记条件优化后，放化纯可以达到95%以上，稳定性较好，在生理盐水中24h后的放化纯度仍有90%。对其生物体内分布的研究结果表明：131I-TPPOH和131I- TPP(NH2)在肝、脾和肺摄取较高，血液和心脏的清除较快，放射性主要通过尿液排出体外，在核医学领域有潜在的应用价值。卟啉衍生物对大肠杆菌（ATCC 25922）和金黄色葡萄球菌（ATCC 25923）的抑制作用，对人肝癌细胞HepG2和SMMC-7721及人正常肝细胞HL-7702的毒性的研究结果表明：避光条件下，卟啉衍生物对细菌和细胞几乎没有毒性；但是当用光源对系统照射后，毒性明显加强，证实了卟啉化合物在光动力学治疗领域有广阔的应用前景。. 进一步设计和合成了多种水溶性富勒烯衍生物，针对CA、CB、CC和CD等4个富勒烯大环多胺和酚羟基衍生物，开展了其与99mTc和188Re的标记工作。在完成这几种化合物的毒性实验和生物分布的基础上，探究了其对小鼠肝辐照损伤的保护作用和体内钐的促排效果。结果显示CA和CB可明显减少受损伤的线粒体肿胀及脂质过氧化物的形成，从而维护线粒体结构和功能的完整性，对辐射引起小鼠急性肝损伤具有保护作用；CA、CB对钐有促排效果且优于DTPA， 可作为潜在的钐促排剂。