[发明专利]具有长波吸收特性的锌配氮杂吡咯烷酮光诊疗试剂及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种具有长波吸收特性的锌配氮杂吡咯烷酮光诊疗试剂及其制备与应用。该光诊疗试剂由金属中心和氮杂吡咯烷酮辅助配体组成，整体制备过程简单，制备出的配合物具有较长的吸收波长，且吸收波长会随着氮杂吡咯烷酮辅助配体的改变而延长，使之在活体应用领域具有较深的组织穿透深度；能够被近红外光激发，以及具有近红外光发射，从而可减弱激发光源对生物样品的损伤；该配合物可用在生物成像指导的光动力光热联合治疗领域，具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于有机光电、生物材料技术领域。具体涉及一种基于锌配氮杂吡咯烷酮的具有近红外吸收功能的光诊疗试剂和其制备方法、及其在荧光成像、光热成像、光声成像、光动力和光热联合治疗等领域中的应用。

背景技术

肿瘤作为一种致死率较高的疾病严重威胁着人类的健康。传统的肿瘤治疗手段，如手术疗法、化疗、放射疗法等虽在肿瘤治疗方面取得了一定的成效，但是在实施过程中往往会伴随副作用的产生。与此相对地，光动力和光热联合治疗作为一种非侵入性、无毒、靶向、高效的肿瘤治疗手段而日益受到青睐，该类疗法可以实时的进行肿瘤部位精确治疗，大大的提高了肿瘤治疗的效果。而光动力和光热联合治疗材料的选择对于光动力和光热联合治疗效果具有决定性作用。因此，如何选择理想的光动力和光热联合治疗材料引起了业界的广泛关注。

金属配合物近年来被广泛应用于多模式肿瘤治疗中。然而，由于金属配合物的吸收波长短，所以需额外引入其他化合物以实现多模治疗，并且大部分用于肿瘤治疗的金属配合物多为贵金属制备。这就导致了金属配合物在肿瘤治疗领域面临着穿透深度低、制备工艺复杂且价格昂贵的弊端，进而严重制约了此类材料在肿瘤治疗领域的进一步拓展应用。因此，开发新型的具有长波长吸收且同时具备多模式治疗功能的廉价金属配合物是目前研究的重点。

氮杂吡咯烷酮染料由于其合适的NN配体，可以和锌离子配位，用于生物标记、成像、光动力治疗等领域，目前为止，很少有人报道过通过利用有效的理论指导来设计和合成具有良好光热效果的锌配位氮杂吡咯烷酮染料。基于光致电子转移的理论指导和氮杂氟硼烷类染料的优异性能，本发明将供电子基团连接到具有近红外吸收的氮杂吡咯烷酮染料上，从而使其具有良好的光声成像、光热成像及生物肿瘤的光热治疗效果。锌配位氮杂吡咯烷酮染料也可以通过分子内电荷转移形成具有D-A-D结构的高光动力效果的分子结构。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种具有长波吸收特性的锌配氮杂吡咯烷酮诊疗试剂及其制备方法与应用，制备时，将氮杂吡咯烷酮作为辅助配体，提升锌配合物的吸收波长和光热光动力效果，从而在活体层次实现荧光成像指导的光热和光动力联合治疗。

本发明的技术方案为：一种具有长波吸收特性的锌配氮杂吡咯烷酮光诊疗试剂，其结构通式如下：

其中，R₁、R₂、R₄、R₅为下列中的任一个：：

其中，R₃为H或具有1至16个碳原子的直链、支链或者环状烷基链烷烃；

其中，X₁、X₂为H、Cl、Br或I。

上述具有长波吸收特性的锌配氮杂吡咯烷酮光诊疗试剂的制备路线如下：

具体合成步骤为：

1)R₁的醛与R₂的酮溶于甲醇溶液中，在NaOH存在的条件下进行醛酮缩合反应，调节pH至中性，过滤除去甲醇溶剂，洗涤后得到化合物1；

2)化合物1与硝基甲烷和二乙胺在甲醇中反应一定时间，旋干除去溶剂后溶于乙醇中，过滤，洗涤，得到化合物2；