硼二吡咯（bodipy）-光动力治疗的光敏剂

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1、硼二吡咯（BODIPY）-光动力治疗的光敏剂光动力疗法（PDT）目前被承认是一种有效的癌症治疗方式，同样可应用于其它局部疾病，如年龄相关性黄斑变性和光化性角化病。PDT依赖于光，在过去的十年中，光敏剂和氧元素通过作用机制形成BODIPY已被广泛研究证明其为一个新类光敏剂。在本文中，我们试图总结BODIPY十年之久的光敏剂研究历程。我们将提供优越的基于代理的光物理性质概述和BODIPY的各种合成策略，以提高LED和靶向光敏剂的选择性。A.介绍光动力疗法（PDT）是一种被认可的对于某些类型的癌症和癌前病变的治疗方法，如年龄相关性黄斑变性和光化性角

2、化病。1–4它还探讨了其他疾病，如局部感染，皮肤病和心血管疾病和伤口愈合。5–7三个要素是重要的组成部分：光，氧和光敏剂（PS）。基BODIPY(4,4-difluoro-4-bora-3a,4adiaza-s-indacene)及其氮杂类似物（图1）PSS（PSS）是一种新的PSS保持荧光染料BODIPY等优异的光学性能和合成的通用性特征。8–10本文试图总结和讨论最近在BODIPY基于PSS的肿瘤和抗菌PDT应用中的成果。SamuelG.AwuahSamuelG.Awuah夸梅恩克鲁玛学士。科技大学，库马西加纳。他目前已在俄克拉何马大学完

3、成博士学位，在有机化学和药物化学领域的进行研究。重点在于近红外分子探针成像和光动力疗法。他的研究目的是发展捕光材料疾病的诊断和治疗，如太阳能电池的应用。YoungjaeYouYoungjaeYou是一名准博士，在该系教授制药科学的俄克拉何马大学健康科学中心。他也是佩吉和史蒂芬森癌症中心的成员。他获得了忠南国立大学的博士学位，2001年在韩国的博士后研究员和纽约州立大学布法罗分校担任研究助理教授。在南达科他州立大学担任助理教授，然后在2010年搬到OUHSC。他致力于发展近红外探针用于癌症治疗诊断学，光控药物释放系统和抗癌剂。B.PDT的三个关

4、键要素PDT主要通过三形态发挥作用，包括光，PS和氧。PS给药然后在治疗部位进行光照射产生活性氧物种，尤其是单线态氧，可以破坏目标疾病。PS照射时可通过系统间的交叉从单重态被转换到三重态（图2）11，即所谓的II型过程，三重态PS能量传输至分子氧产生单线态氧。在I型过程中，与基板激发PS发生化学反应，从而形成自由基的电子传递，与分子氧进行反应，产生活性氧，如超氧阴离子，过氧化氢和羟基离子。12图2PDT作用的一个简化的雅布伦斯基图。图1生色团BODIPY和氮杂BODIPYB1.光光动力作用已经从使用进化显著的阳光到非常复杂的光源和光传输的光学

5、技术援助工具上。4,13,14光治疗可分为激光和非激光光源。激光有比其它光源提供更高强度单色性的优点，质量更高，通过激光无热效应（400–800nm）可以更容易适应单独的光纤传输。由于通过组织对入射光的衰减，相对高的能量密度速率所需的处理的目标更庞大。单色光使用剂量比非单色光的使用剂量在目标区域表面更为精准。光敏剂和激光照射联合通过（分别为630和689纳米）。然而，传统的激光系统（例如，氩/染料或KTP：YAG/染料）是不易于高成本和大尺寸的。所以二极管激光器在一定程度上的解决了这些问题。另一方面，非相干光源提供在激光器的一些优点，如成本低

6、，广谱范围宽，紧凑的尺寸，更容易处理和减少监管。这更有利于用于皮肤疾病，尤其是可以允许存在剂量误差。窄带荧光光源（(BLU-U1,400–450nm）用于果聚糖痤疮角化病。荧光源的其他类型可供临床应用，如Lumacare1，特定的过滤器是用来制作窄带输出覆盖最近范围内的宽光谱，发光二极管（LED）已成为现代PDT应用；他们是基于半导体材料便携式且非连贯的，但仍位于可调节范围内。波长在350-1100nm范围可以提供高达150兆瓦的输出功率。PDT变得越来越流行，大部分在于光源的发展；质量好的光使用纤维和可定制的交付，高功率，低成本。这也就是说

7、，PDT能在“治疗窗”（650 nm–800nm）激发性对深部组织的渗透。因此，设计一个能在一个较长的波长的光源最合适无创PDT治疗模式。这种光源的显著特点是有690 nm和785 nm的激光二极管，以及可变长波长滤波器（>700nm）的Lumacare1。B2.单线态氧的细胞毒性单线态氧具有PDT引起的生物效应的活性氧物种之间的主要的细胞毒性剂。11,15–18电子激发态的两单线态氧的生产(1(158kJmol-1)和1△g(95kJmol-1)以上由最低的电子激发态分解氧（S1）和三重态氧（T1）所转移的能量大于158kJ mol-1。1

8、9,20亚稳态，但活性氧（1△g）可以通过电子和振动能量转移失活产生O2（1）。19,20物质的状态是可能的，然而，由于T1的寿命比S1更长，故认为单线态氧（1△g