力学疗法新型光敏剂的光谱特性研究

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实验部分
血清
取出血清并用 F 型健康献血者的新鲜血液经过分离后， 生理盐水稀释成含 -*E 血清的生理盐水溶液。 !"# 光敏剂 （-） 二磺基二邻苯二甲酰亚胺甲基酞菁锌 （ @6A0.! A! ） ， 福 州大学功能材料研究所研制， 浓度 *&?*? ;J ・ ;Q S - 。 （!） 癌光啉 （A3:+**>） ， 第二军医大学药物化学研究所研 制， 浓度 -* ;J ・ ;Q S - 。 （=） 血啉甲醚 （BCCD） ， 第二军医大学药物化学研究所研 制， 浓度 -* ;J ・ ;Q S - 。 （,） 血卟啉衍生物 （B(:） ， 北京制药工业研究所实验药厂 研制， 浓度 ? ;J ・ ;Q S - 。 分别用生理盐水和含 -*E 人血清的生理盐水稀释实验 所用的 , 种光敏剂原液， 配制成浓度 ? " ・;Q S - 的样品溶液， J
反应的卟啉相对含量远低于 B(:， 对诊断或治疗波长激光吸 收较好等特点， 是很有开发和应用前景的新型光敏剂。 光敏剂的光谱特性是进行 A:: 和 A:K 临床应用的理论
收稿日期： 修订日期： !**!+*,+->， !**!+*>+!G
基金项目： 国家自然科学基金项目 （"*->G*!!） ； 福建省教育厅重大项目 （ H8*-*-,） 作者简介： 李步洪， 福建师范大学激光研究所讲师。现在浙江大学攻读光学工程博士学位 -)>= 年生， 万方数据
第L期
光谱学与光谱分析
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配制过程在暗室进行， 样品盛装在棕色玻璃瓶中， 测量在室温 条件下完成。 !"# 实验仪器 紫外 可 见 吸 收 光 谱 用 !"#$%& ’()"# 公 司 的 *+),-+ .// 01 2 134 2 135 67"89#:)"9"# 测量。荧光激发和发射光谱用 ’-%&; ,<#=> +&+(?9%8+( %&69#<)"&96 公 司 的 @* 2 @4.A/ B:),%&"- CB4!B 该系统的 67"89#:D(<:#%)"9"# +&- (%D"9%)" 67"89#:)"9"# 6?69") 测量， 狭缝大小可以根据所检测信号的强弱进行连续调节， 实验过 程中同组实验条件保持不变。 %&’"$ 依据。 $"$ 荧光激发光谱 图 O 是 HII’， H7F 和 !6F;//G 在含 J/K 人血清的生理盐 水中， 荧光发射波长!") ! LAN &) 时的荧光激发光谱， 它们的 荧光激发光谱共有 M 个激发峰， 分别位于 M//， N/N， NM/ 和 NG/ 它们的最佳激发光源波长 &)。作为光动力学诊断的光敏剂， 是 M// &) 左右。比较图 A 和图 O， 还可以发现这三种光敏剂 的吸收光谱和荧光激发光谱在光谱形状和峰位上十分相似， 而且光敏剂对光的吸收越强， 激发效率也越高。 ()*+,-.&+/ *-01.,2 3+, 3+4, 5&/6* +3 -7+.+*0/*&.&80, &/ -79*&+:+’&12: *2:&/0 ;&.7 !< -0,10/. *0,4=
%:4+,0*10/10 0>1&.2.&+/ *-01.,2 +3 ?@@A， ?-B 2/6 C*BD<<E &/ -79*&+:+’&12: *2:&/0 ;&.7 !< -0,10/. *0,4= 荧光发射光谱
图（ 和 （ ,） 分别是 HII’， M +） H7F 和 !6F;//G 在人血清环 境下， 分别用波长为 MJO &) （氪离子激光器的主要输出波长） 和 NJMPN &) （氩离子激光器输出波长） 的光源激发时所发射的 荧光光谱， 这三种光敏剂的荧光发射光谱在 A// Q G// &) 范 围内都有 A 个发射峰， 分别位于 LAN 和 L./ &)。在相同测试 和浓度条件下， HII’ 的荧光发射效率最高， H7F 次之， !6F; %&’"! ()*+,-.&+/ *-01.,2 3+, 3+4, 5&/6* +3 -7+.+*0/*&.&80, &/ -4,0 -79*&+:+’&12: *2:&/0 //G 最小。此外， MJO &) 波长光源的激发效率比 NJMPN &) 波 长高 OPM 倍。这些结果与我们用高灵敏度光电倍增管组成的 荧光强度检测系统所测得的结果一致。
光动力学疗法新型光敏剂的光谱特性研究
李步洪-，! ，谢树森! ，陆祖康-& 浙江大学国家光学仪器工程技术研究中心，浙江 杭州 =-**!> =?***>
!& 福建师范大学激光研究所生物医学光学实验室，福建 福州
摘
要
实验研究了用于光动力学诊断和治疗的新型光敏剂二磺基二邻苯二甲酰亚胺甲基酞菁锌
、 癌光啉 （A3:+**>） 、 血啉甲醚 （BCCD） 以及早期应用于临床的血卟啉衍生物 （ B(:） 分别在生理盐水 （@6A0.! A!） 和含 -*E 人血清生理盐水中的光谱特性。结果表明： 除 @6A0.! A! 的最大吸收峰位于 ">* 6; 之外， 其余三种光 敏剂在人血清环境中的最大吸收峰都位于 ,*? 6; 处， 但与生理盐水环境相比索瑞 （ .$2/1） 峰发生了 -! 6; 的红 移。在波长为 ,-= 和 ?-,&? 6; 光源激发下， BCCD， B(: 和 A3:+**> 在人血清环境中的荧光发射峰都分别位于 和 ， 但 光源的激发效率比 而且 BCCD 的荧光激发效率最高， "!? ")* 6; ,-= 6; ?-,&? 6; 光源高出 = 倍左右， B(: 次之， A3:+**> 最低。 主题词 光谱特性； 光敏剂； 吸收光谱； 激发光谱； 发射光谱 文献标识码： 8 文章编号： （!**!） -***+*?)= *"+*)*!+*= 基础， 它不仅为光动力治疗的激光光源提供了选择依据， 而且 对于临床诊断中选择最佳的激发光源和检测的荧光波长具有 重要指导意义。鉴于含人血清的生理盐水溶液环境更接近人 体体液的实际情况， 本文研究了新型光敏 剂 @6A0.! A! ， A3:+ **>， BCCD 以及 B(: 分别在生理盐水和含 -*E 人血清生理 盐水中的光谱特性， 得到了对临床应用具有重要指导意义的 若干结论。
（"） 比较各种光敏剂在生理盐水和人血清环境种的光谱 特征， 可以得知 #$$%， #&’ 和 ()’*++, 的光谱特性有许多共 同之处， 如人们所关注的吸收峰、 激发峰和荧光发射峰的位置 都基本相同， 由此可以推知构成它们的主要物质成分是基本 相同的， 没有本质的区别， 但 -.(/01 (1 则是组份完全不同于它 们的金属酞菁类新光敏剂。长期以来发展光动力学治疗的光 敏剂是既能应用于治疗， 又能应用于诊断。实际上， (’’ 和 前者是光动力反应产 (’2 是建立在完全不同理论基础上的， 生单态氧， 后者是检测特征荧光峰， 因此今后在光敏剂研发过 程中必须树立治疗和诊断分离的新观念， 以更好的药物性能 满足临床需求。 （1） 目前， 临床上开展光动力学治疗大多选用的是输出波 长为 3!+ .4 的红色激光， 但 #$$%， #&’ 和 ()’*++, 对该波长 的红光吸收不够理想。 -.(/01 (1 的最大吸收峰位于 3,+ .4， 且由于该波长的激光在人体组织中的穿透性比 3!+ .4 激光 好， 这是 -.(/01 (1 在光动力学治疗中较前三者的突出优点。 参
［-， !］ 等 。我国则研制成功了化学组 8;96$%5/LP%9690 5097， 8Q8） 成稳 定、肿 瘤 光 生 物 活 性 成 分 明 确 的 酞 菁 锌 配 合 物 、 癌光啉 （ AI$1$052096$296， A3:+**> ） 和血啉甲醚 （@6A0.! A! ） ［= R ?］ （B/;51$($2(I4296 ;$6$;/1I4% /1I/2，BCCD） 。实验结果表 明， 这三种新型光敏剂都具有避光时间短、 引起正常组织光毒
A 实验结果与讨论
$"! 紫外可见吸收光谱 E&!84A !A ， !6F;//G， HII’ 和 H7F 在生理盐水和含 J/K 人 血清生理盐水中的吸收光谱分别如图 J 和图 A 所示。除 E&; 其余三种光敏剂在人 !84A!A 的最大吸收峰位于 LG/ &) 之外， 但与生理盐水环 血清环境中的最大吸收峰都位于 M/N &) 处， 境相比索瑞峰 （ 4:#"9） 发生了 JA &) 的红移。 !6F;//G， HII’ 和 H7F 在可见光范围内还有 M 个吸收峰， 它们分别位于 N/M， 而且这些吸收峰的相对强度逐渐随着波长 NM/， NL/ 和 LO/ &)， 的增大而逐渐减小。浓度相同情况下， HII’ 在 M/N &) 处的 吸收最大， 其余依次为 H7F， !6F;//G 和 E&!84A !A 。由于波长
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%:4+,0*10/10 0=&**&+/ *-01.,2 +3 ?@@A，?-B 2/6 C*BD<<E &/ -79*&+:+’&12: *2:&/0 ;&.7 !< -0,10/. *0,4=
万方数据
J+5
光谱学与光谱分析
Biblioteka Baidu
第 11 卷
! 结
论
（!） #$$%， #&’ 和 ()’*++, 在 5++ .4 处都有一个最大的 吸收峰， 选择这个波长的激发光源可以获得最高的荧光激发 效率， 所以在光动力学诊断中， 首选的理想光源是输出波长为 5+36, 7 5"865 .4 的 9: ; 激光器。但由于进口 9: ; 激光器对工 作电压稳定性、 冷却水循环系统以及工作温度都有严格的要 求， 体积大， 不太适合于临床开展研究和应用， 所以光动力学 诊断光源通常还可以选用风冷的 <: ; 激光器和 #=*>? 激光 器。 （5） 在药物浓度相同情况下， #$$% 的相对荧光强度最 大， #&’ 次之， ()’*++, 最小。进而可以推知在同一波长激光 激发下， 因 #$$% 的荧光效率最高， #&’ 次之， ()’*++, 最小， 此 #$$% 是目前可应用于光动力学诊断中较为理想的光敏 剂。 测定和研究新型光敏剂的光谱特性， 是光动力学诊断和 治疗癌症应用中首先关心的问题， 它是确定最佳诊断和治疗 光源波长的直接依据， 同时也是荧光诊断中选定检测荧光波 长的理论依据。以上结论对于开展 -.(/01 (1 ， ()’*++,， #$$% 和 #&’ 在光动力诊断和治疗恶性肿瘤中的临床应用具有重 要的指导意义。 文 献
［L］ ， LG/ &) 的激光在人体组织中的穿透深度比 LO/ &) 激光大 因此 E&!84A !A 在肿瘤光动力学治疗上具有突出的优点。而作
为光动力学诊断的光敏剂， 可以选用 !6F;//G， HII’ 或 H7F， 以下就对这三种光敏剂的荧光激发和发射光谱进行研究， 以 期为它们的临床诊断应用提供理论 %&’"# $"#
中图分类号： F,=
肿瘤的光动力学疗法， 含光动力学诊断 （AI$1$74;5;90 79+ 和光动力学治疗 （ AI$1$74;5;90 1I/25(4， 是指 5J6$393， A::） A:K） 利用光敏剂选择吸收并潴留于肿瘤组织， 分别选用特定波长 激光照射发出特征荧光用于诊断和诱发光化学反应以杀灭肿 瘤细胞的一种新医疗技术。该疗法问世以来因其具有安全、 费用低廉和患者容易接受等优点， 目前已成为诊断和治疗肿 瘤的一种新方法， 被广泛应用于医学临床。随着临床工作的 深入开展， 人们发现应用于光动力学疗法的早期光敏剂血卟 啉衍生物 （B/;51$($2(I4296 7/29L519L/， 自身存在一些不足， B(:） 特别是病人用药后需要避光 - 个月左右， 在一定程度上影响 了它在激光诊治肿瘤应用中的疗效和普及。G* 年代开始， 国 内外在探索扩大 B(: 肿瘤荧光定位诊断和光动力学治疗的 同时， 重点研究了 B(: 的化学组成和肿瘤光生物活性成分的 分离鉴定， 纷纷开展了新型光敏剂的研究。国外先后研制出 了光 敏 素 ! （ AI$1$M296 ! ） 、 苯并卟啉衍生物 （ N/6O$($2(I4296 和 ?+氨基乙酰基丙酸 （ ?+ 7/29L519L/ ;$6$5097 296J 8，N(:+C8）
光 谱 学 与 光 谱 分 析 第!!卷 ， 第"期 #$% & !! ， ’$ & " ， (()*!+)*, .(/012$30$(4 567 .(/0125% 865%4393 !**!年-!月 :/0/;</2， !**! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !