研究背景:光热治疗(PTT)是一种治疗肿瘤的新方法,利用具有较高光热转换效率的材料,定向聚集在肿瘤组织附近,在外部光源(一般为近红外光,near-infrared,NIR)的照射下将光能转化为热能来杀死癌细胞的一种治疗方法。金纳米粒(gold nanoparticles,GNPs)是一类纳米级的金单质聚集体, 近年来在生物医药领域获得广泛研究。GNPs具有尺寸、形态可控, 表面易修饰,生物惰性,细胞毒性低以及光学性质等特性[1]。GNPs可以作为一种良好的光热转换材料,在红外光的照射下能有效将光能转化为热能。由于NIR(波长650~900 nm)对机体组织具有较好的穿透性能,对正常组织损伤小,在临床上常作为最优的光源。采用近红外光对聚集有GNPs的肿瘤部位进行照射,调控GNPs在NIR区等离子共振吸收的时间和强度,肿瘤细胞在 41~47 ℃内即产生细胞凋亡,当温度超过50 ℃时,引起不可逆转的细胞膜破裂导致细胞死亡[2,3]。
多巴胺(Dopamine, DA),作为一种儿茶酚胺型神经递质,其分子结构中含有一对邻二酚羟基。如果将DA中的氨基连接上巯基乙酰基后再结合到GNPs的表面可以制得一种修饰后的GNPs。该纳米粒可以利用EPR效应聚集在肿瘤部位,肿瘤组织中的Fe3 可以鳌合多对邻二酚羟基,从而使多个纳米粒发生交联,随后用近红外光对聚集有纳米粒的肿瘤部位进行照射,可以显著增强光热效果[4-8]。
选题目的和意义:据统计,癌症已成为一项严重的公共健康问题,严重影响我国人民生命健康安全以及生存质量,是我国发病率与死亡率最高的疾病之一。目前癌症专家给患者提供的治疗方案主要有三种传统的治疗方案为主,即手术治疗、放射治疗和化学治疗。手术治疗需要打开一个创口对脏器进行切除,在给病人带来极大的痛苦的同时还不能完全切除病灶。放疗虽然能完全杀死肿瘤细胞,但是高能的X射线也会杀死正常细胞,对人体伤害很大。化疗的毒副作用大,长期服用会造成癌细胞产生抗药性,使肿瘤容易扩散和转移[9]。随着人们对癌症的认识越来越高,一些新的治疗方法涌现出来,光热治疗也是一种新兴的癌症治疗方法,主要依靠光热转换试剂的作用产生局部高温,从而杀死癌细胞。金纳米粒的物化特性使得它可以作为非常好的光热转换材料,用于光热治疗。应用特殊的药物分子或聚合物对GNPs 的修饰除了能提高GNPs的生物相容性, 有助于粒子借助肿瘤部位的渗透和滞留(enhanced permeability and retention, EPR)效应到达病变部位外, 还可以提高系统的光热转换的效率,达到显著的治疗效果。
国内外研究现状:在光热治疗技术中,可以方便的实现对局部温度的控制,这种控制取决于两个因素,一是借助光热转换试剂的光热转换作用才能产生热能。二是激发光的能量和功率密度。光热转换试剂是光热治疗技术的核心,目前主要的光热转换试剂包含四类:有机化合物和聚合物、金属基纳米材料、碳材料、金属氧硫族纳米材料。在金属基纳米材料中。金纳米材料是最早用于光热治疗的纳米光热转换试剂。通过精确调控金属纳米颗粒的粒径大小和形状,可以制备出所需的、具有特点吸收波长位置的纳米金光热转换材料[10]。例如,Wang J. F[11] 等研究了具有不同尺寸大小和长径比的金纳米材料的光子吸收能及其光热转换性能的联系。Kim[12]等在2 nm的金纳米粒表面修饰三亚乙基四胺,形成了表面有树枝状化合物的金纳米粒,依赖三亚乙基四胺的正电荷和siRNA的负电荷的相互吸引,将siRNA负载到金纳米粒上,从而进入细胞发挥作用。Eshghi[13]等将原卟啉IX通过酯键共价结合在6-巯基乙醇修饰的金纳米粒上,形成金纳米粒-原卟啉IX轭合物,发挥原卟啉IX的光动力治疗作用。综上所述,在金纳米粒表面修饰在光热治疗和药物递送系统中有着非常好的发展前景。
研究方法和手段:
本课题中对于巯基多巴胺的合成采用的研究方法具体分为以下几步
- 文献调研
- 巯基多巴胺合成路线的设计策略:本课题采用的是模拟文献法,对已有的合成方法进行进一步的探索和改进
- 合成路线选择和评价原则:主要从合成步骤和操作、收率等进行评价
- 影响合成反应的常见因素:对反应物料的配比和浓度、温度、压力、加料方式、加料顺序、溶剂、pH、搅拌、杂质与原料的纯度进行一系列的探索
- 反应终点的控制:通过有效终止反应的进行,来避免
工作进度安排:
2018年3月10日 在多巴胺的氨基侧链上引入氯乙酰基得到化合物2,并完善反应条件
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