钌配合物抗癌药物
金属抗癌药物的应用和发展
金属抗癌药物的应用与发展摘要：癌症是二十世纪以来人类健康的主要杀手，而生物无机化学领域研究的金属抗癌药物已在癌症治疗中发挥了巨大作用，并且显示出了良好的发展前景。
本文对当前的一些铂类及非铂类金属抗癌药物的研究状况作一综述，并且就降低铂类药物的毒性和抗药性提出了新的设计策略。
关键词：金属抗癌药物铂类药物非铂类药物设计策略生物无机化学的研究与医药学的关系十分密切。
研究发现，许多金属配合物如铂、锡和铜等金属元素的配合物具有潜在抗癌活性，并且不同配合物对不同形式的癌症的作用具有一定的选择性。
因此，通过对其作用机理和构效关系的研究，设计合成高效、低毒的金属抗癌药物，可为临床上化疗法治疗癌症开辟一条新的途径。
金属药物有许多其它药物无法比拟的独特性质，以顺铂为代表的铂类抗癌药物在癌症临床化疗中发挥了巨大作用。
1 铂类抗癌药物的应用研究自美国密执安州立大学教授B Rosenberg和V Camp发现顺铂具有抗癌活性以来，铂族金属抗癌药物的应用和研究得到了迅速的发展。
顺铂和卡铂已成为癌症化疗不可缺少的药物。
1995 年WHO 对上百种治癌药物进行排名，顺铂的综合评价(疗效、市场等)位居榜前，列第二位。
另据统计，在我国以顺铂为主或有顺铂参加配位的化疗方案占据化疗方案的70-80%。
1.1 第一代铂族抗癌药物——顺铂( Cisplatin)顺铂(Cisplatin)是顺式一二氯二氨合铂(n)的简称，分子式是cis —Pt[(NH3)C12] ，相对分子质量为300。
其结构式为：o HCI-IenoH 3NCl顺铂作为一种广谱抗癌药物，在临床上已广泛使用。
它在 19世纪末就被合 成出来，60年代Rosenberg 和Van Camp 发现它具有抗癌活性，于1978年首先 在美国批准临床使用，并迅速成为治疗癌症的佼佼者（现在临床采用的联合化疗 方案中，70—80%以顺铂为主或有顺铂参与配位，是治疗癌症的首选药物之一） ⑴。
金属配合物作为抗癌药物的研究
铂类金属配合物作为抗癌药物的研究进展摘要：在目前研究中的新型抗癌药物当中，金属配合物类抗癌药物已成为重要的一类。
金属类抗癌药物有许多其它药物无法比拟的独特性质。
近些年来，新的高效、低毒、具有抗癌活性的金属化合物不断被合成出来。
其中有铂类抗癌药物应用最为广泛，本文介绍了这类金属配合物在抗癌领域中的研究进展与应用。
关键词：抗癌药物，金属配合物，药物分类，作用机理1. 引言癌症是严重危害人类健康的一大顽固病症。
根据世界卫生组织曾披露的癌症发展趋势表明，预计2015 年发达国家癌症死亡人数将为300 万人，发展中国家为600 万人，全年预计死亡人数达900 万人。
专家预计癌症将成为人类的第一杀手。
目前，化疗和放疗是治疗癌症的重要手段，但是其毒副作用比较大，于是寻求高效、低毒的抗癌药物一直是人们不懈努力，不断追求的奋斗目标。
自20世纪60年代顺铂被研究具有抗癌活性以来[1]，金属配合物的药用性引起了人们的广泛关注，开辟了金属配合物抗癌药物研究的新领域。
随着人们对金属配合物的药理作用认识的进一步深入，新的高效、低毒、具有抗癌活性的金属配合物不断被合成出来，该领域的研究范围也变得更加广泛，取得了许多令人鼓舞的成就，成为目前和今后的研究热点，在这类配合物当中，铂金属配合物的研究最为广泛。
本文介绍了铂类金属配合物作为抗癌药物在抗癌领域中的研究与应用。
2. 铂类抗癌药物铂族金属包括铂、钯、铑、铱、锇、钌六种元素。
它们具有一些独特的和卓越的理化性质，一直在高新技术方面发挥着重要的作用，被喻为现代工业的维生素。
1967年，美国科学家Rosenberg1］首次观察到铂类化合物能抑制细胞生长，从此开展了此类构型独特的抗肿瘤药物治疗肿瘤细胞的实验。
第一代铂族抗癌药物顺铂(Cisplati n)于1978年上市。
第二代铂族抗癌药物卡铂(Carboplati n)于1986年上市。
第三代铂族抗癌药物奥沙利铂(Oxaliplati n)于1996年在法国上市。
抗癌金属配合物
抗癌金属配合物1. 顺铂。
- 结构特点：中心铂原子与两个氨分子和两个氯离子配位，呈平面四边形结构。
- 作用机制：顺铂进入肿瘤细胞后，经过水化作用，释放出氯离子，然后与细胞内的DNA发生共价结合，形成铂 - DNA加合物。
这种加合物主要作用于DNA的嘌呤碱基（特别是鸟嘌呤的N7位），干扰DNA的复制和转录过程，从而抑制肿瘤细胞的增殖。
它对多种实体瘤如睾丸癌、卵巢癌、膀胱癌等有较好的疗效。
顺铂的毒副作用较大，主要包括肾毒性、耳毒性、神经毒性和胃肠道反应等。
2. 卡铂。
- 结构与性质：卡铂是第二代铂类抗癌药物，其化学结构与顺铂类似，中心铂原子与环丁烷 - 1,1 - 二羧酸和两个氨分子配位。
- 作用机制：与顺铂相似，也是通过与DNA结合形成加合物来抑制肿瘤细胞的DNA合成。
但卡铂的水溶性较好，化学稳定性更高。
它的毒副作用相对顺铂有所减轻，尤其是肾毒性明显降低，但骨髓抑制作用相对较强，主要表现为白细胞、血小板减少等。
3. 奥沙利铂。
- 结构：奥沙利铂是第三代铂类抗癌药物，中心铂原子与1,2 - 二氨环己烷（DACH）和草酸根配位。
- 作用机制：奥沙利铂与DNA结合的方式与顺铂和卡铂有所不同，它形成的铂 - DNA加合物具有更强的细胞毒性。
奥沙利铂对结直肠癌、胃癌等消化道肿瘤有较好的疗效。
其毒副作用主要包括外周神经毒性，可导致感觉异常、手足麻木等症状，还可能有胃肠道反应等。
除了铂类配合物，还有一些其他金属配合物也具有抗癌活性。
例如：1. 钌配合物。
- 作用机制：钌配合物可以通过多种途径发挥抗癌作用。
一方面，它可以与DNA 发生相互作用，类似于铂类配合物干扰DNA的功能；另一方面，它还可以作用于细胞内的其他生物分子，如蛋白质、线粒体等。
钌配合物具有潜在的低毒性、高选择性等优点，在抗癌药物研究领域备受关注。
2. 金配合物。
- 金（Au）配合物也被发现具有抗癌活性。
一些金配合物中的金原子与含硫、含磷等配体配位。
手性钌配合物的合成、抗肿瘤活性及其与血清蛋白的相互作用
， 其 抗 肿 对
本 文研究 了 ３种 异构 体 的钌配合 物 的抗肿 瘤活性 及其 与血 清蛋 白的结合作 用 ，为进 一步 开发 钌 配 合 物作 为抗肿瘤 药 物奠定 了基 础．
１ 实验 部 分
１ １ 试 剂与 仪器 ．
所用 试剂 均为 分析纯 ．三羟 甲基氨 基 甲烷 （ ｓ 购 自广 州化 学试 剂 批发 部 （ 口分 装￣；牛血 清 白 ％ ） 进 ）
蛋 白（ Ｓ 购 自上海 生 工 公 司 ； ．５ｍ ｌＬ的 ＴｉＨ １ 冲液 （ ０９ 的 Ｎ Ｃ 水 溶 液 配制 ， 耳 ＝ Ｂ Ａ） ００ ｏ ／ ｒ —Ｃ 缓 ｓ 以 ．％ ａ１
收 稿 日期 ： ０９１ —５ ２０ －０１ ．
基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 （ 准 号 ：２ ８ １５ ２ ７ １４ ２ ９ １３ 、广 东 省 自 然 科 学 基 金 （ 准 号 ：８ ５ｏ ３ ０ｏ ｏ ｏ ， 批 ０ ７０ ６， ０ ７ ０４， ０ ０ ００） 批 ２ １６ ２ １ｏ ｏ ８ ９ ５ ０ ３０ ０ ２７ ） 广 东 省 科 技 计 划 项 目（ 准 号 ： ０ ７ ０ ０ ０ ０ ０ 资 助 ． ４ １６２ １００ ７ 和 批 ２ ０ Ｂ ３７ ２ １ ） 联 系 人 简介 ：刘 杰 ， ，博 士 ， 授 ， 士 生 导 师 ，主 要 从 事 生 物无 机 化 学 研 究 ．Ｅｍ ｉ：ｌ ｌ ＠ ｊｔ ｅｕ ｃ 女 教 博 — ａｌ ｔｕｉ ｎ１ ｄ ．ｎ ｉｕ ．
关键 词 手 性 钌 配 合 物 ；抗 肿 瘤 活 性 ； 血 清 白蛋 白 牛 Ｏ １ ６４ 文献标识码 Ａ 文章编号 ０ ５ ４７ ０ ２ １ ）３０ ３ －７ ２ １３９ （０ ０ ０ —４ ５０ 中 图分 类 号
钌(II)多吡啶配合物论文：钌(II)多吡啶配合物DNARNA光谱性质
钌(II)多吡啶配合物论文：钌(II)多吡啶配合物 DNA RNA 光谱性质【中文摘要】核酸包括DNA和RNA,是生物体遗传信息的载体,它在生命活动过程中扮演重要角色,而且很多遗传疾病的产生都与它有关。
自从顺铂被确认具有抗癌活性以来,科学家试图在金属配合物范围内寻找到一种新的抗癌试剂。
钌(II)多吡啶配合物由于它们对人体器官的低毒性和对癌细胞强的抑制作用使其备受关注,而研究它们与核酸的相互作用是探究其抗癌机理的一个重要环节,因而具有重要意义。
钌(II)多吡啶配合物是一种具有手性、刚性、平面性较好的八面体结构金属配合物;虽然它们的化学性质稳定但是其光谱性质对外界环境依赖很大,表现出具有灵敏可调性。
另外钌(II)多吡啶配合物在可见区发生从中心原子钌到配体的荷迁移,产生典型的MLCT吸收峰;同时在可见光的照射下会从激发态MLCT跃迁至基态,并发生辐射跃迁失去光子,伴随着可能会在610 nm左右产生荧光。
正是由于它们具有这些特有性质,从而可以利用不同方法分别研究它们与核酸的相互作用。
本论文包括四章。
第一章简要介绍了本课题的理论基础和钌多吡啶配合物的应用领域。
第二章设计合成了配合物2+并进行了表征;利用电子吸收光谱、荧光光谱、CD光谱和黏度法等手段对比研究了它与tRNA分子和CT-DNA分子的相互作用;利用MTT法研究了2+的抗癌活性。
研究表明核酸的结构是影响钌(II)多吡啶配合物的核酸键合行为的一个重要因素;2+对实验中的四种癌细胞显示不同的抗癌性。
第三章合成了2+与2+并进行了表征。
利用光谱法和黏度测试分别研究了它们与CT-DNA相互作用的情况。
结果表明插入配体取代基的电子效应和位阻效应是影响钌(II)多吡啶配合物的DNA键合强度的重要因素。
第四章包含两部分内容,一部分是研究外界环境和试剂对2+的光谱性质的影响。
实验表明钌(II)多吡啶配合物的光谱性质容易受外界环境的影响; Fe3+、Cu2+和Zn2+对2+的荧光光谱几乎没有影响;然而Co2+却能淬灭它的部分荧光,之后加入EDTA,荧光几乎又被完全恢复。
钌及其配合物应用研究进展
参 考 文献
及Ｒ ｕ—Ｐ ｄ掺杂 的 Ｔ／ ｉ 阳极 的光 、 ｉＴＯ 电催化 活性 ， 研
究 发现 Ｒ ｕ—Ｐ ｄ掺 杂 的 Ｔ／ ｉ２阳极 的 电催 化 活性 ｉＴＯ
有 大幅提 升 。以氧化 镁 为 载体 的钌 基 氨合 成 催 化 剂 具有 较好 的工业 应用前 景 ， 冬丽 等 制 备 了 ５种 钌 杨
第２ ６卷第 ３期 ２１ ０ ２年 ３月
化工８ Ｔ １Ｕ
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■
结
近年 来钌 及其 配合人 们 的 广泛 关 注 。作 为合 成 氨 的 催化剂， 其具 有低 温 、 压 、 活性 的特 点 。用 于抗肿 低 高 瘤 药物 钌配合 物具 有低 毒性 的优 势 ， 因此开发 钌抗 肿 瘤 新药 物具 有 非 常重 要 的意 义 和 广 阔 的 应 用 前 景 。 虽然 目前 已有 很 多钌 基 配合 物 被发 现具 有 抗 肿 瘤 活 性， 相关 抗肿 瘤机理 还 不 是很 清 楚 ， 方 面仍 有 待 深 此
分子机制［ ］广州： Ｄ． 暨南大学硕士学位论文．０ １５２． ２１．．６
［ ］ 王蓓 ， ８ 吴琼 ， 孙福 强等．Ｄ Ａ靶 向手性钉 （ 配合 物的 Ｎ Ⅱ）
合成 、 表征及其抗肿瘤作用［ ］ 广东药学院学报．０ Ｊ． ２１． １
催 化剂 的氨合 成率增 加 ２ ． ％ ～ ４ ８ 。且 在 研 究 ４５ ４ ．％
钌用于医疗和化学合成的神奇元素
钌用于医疗和化学合成的神奇元素钌，化学符号为Ru，是化学元素周期表中的第44号元素。
它是一种过渡金属，在自然界中以氧化物的形式存在。
钌具有许多特殊的性质和应用，尤其在医疗和化学合成领域中，其重要性日益凸显。
一、医疗应用1. 钌作为医用金属钌及其合金在医疗领域有着广泛的应用。
钌的生物相容性（biocompatibility）较好，对人体组织相对较为安全，因此被广泛应用于医疗器械的制造中。
例如，钌合金常用于制作人工关节和牙科种植体，可以取代病损组织或缺失的牙齿，从而改善病人的生活质量。
2. 钌药物研发钌离子的化学性质使得它在药物研发中具有独特的优势。
研究人员发现，钌离子可以与生物分子结合，改变其结构和功能，从而干扰病理过程。
基于这一特性，科学家们开展了大量的钌药物研究。
其中，最为知名的钌药物是“NAMI-A”和“KP1339”。
这些药物被用于治疗肿瘤，具有较好的抗癌活性和较低的毒副作用。
研究表明，钌药物通过干扰癌细胞的氧化还原平衡，阻断其生长和扩散。
这些成果为肿瘤治疗带来了新的希望。
3. 钌放射性同位素应用除了作为药物成分，钌的放射性同位素也被应用于医学影像学领域。
钌-97是一种具有较短半衰期的放射性同位素，可用于同位素扫描和放射治疗。
通过标记抗体或其他分子与钌-97相结合，可以实现对特定组织或肿瘤的显像和治疗。
二、化学合成应用1. 钌催化剂钌和其配合物在化学合成中被广泛应用。
钌具有较好的催化性能，可用于促进多种有机反应的进行。
钌催化剂在有机合成中可以实现高效、高选择性的反应，提高反应的产率和纯度。
其中，钌催化的氢化反应和氧化反应等被广泛研究和应用。
2. 钌液晶材料液晶是一种特殊的材料，具有与晶体和液体各自特征的性质。
钌配合物可以形成液晶相，具有较高的折射率和介电常数。
这些液晶材料在电子显示器和光传输领域有着广泛的应用，可以提高光学器件的性能和显示效果。
3. 钌染料和光催化剂钌配合物还被广泛应用于染料和光催化剂领域。
钌配合物抗癌药物
抗肿瘤钌配合物摘要：钌配合物作为抗癌药物的研究已受到国内外的广泛关注，是无机药物化学的重要研究内容之一。
本文主要介绍了抗肿瘤钌配合物的分类以及其作用机理。
关键词：钌配合物抗肿瘤机理前言恶性肿瘤具有高致死率，是危害人类健康最主要的疾病之一。
就目前而言，癌症的治疗主要有三种手段，即手术、放疗和化疗，其它的如基因治疗及免疫治疗尚不够成熟。
现在，随着对肿瘤分子生物学研究的逐步深入，化疗的作用显得日益重要。
长期以来，用于肿瘤治疗的药物主要是有机化合物。
1969年美国人Rosenberg 发现顺铂(顺式二氯二氨合铂)具有抗肿瘤活性，这一事件引起了各国科学家对金属药物的极大兴趣。
随后经过许多科学家大量的工作，终于合成出抗肿瘤的铂配合物，如卡铂[顺式二氨基( 1，1-环丁烷二羧酸)合铂]，奥沙利铂[( 1R，2R) -1，2-二氨基环己烷草酸根合铂]等。
顺铂已成为临床上治疗睾丸癌、卵巢癌、头颈肿瘤和膀胱癌等最广泛使用的药物之一。
但它的毒副作用，如肾毒性、骨髓毒性、耳毒性、外周神经毒性、催吐性及长期使用产生的耐药性等，也是十分明显的。
而且许多患者先天或后天对铂类抗癌药物产生耐药性，严重降低了药物的疗效及其抗癌谱。
除此之外不少肿瘤铂类药物并不起作用，因而使其应用受到限制[1]。
这促使一部分研究者将眼光转向开发非铂类金属抗癌药物。
钌类配合物具有与铂类化合物不同的生物活性和毒性，可能具有更高的抵抗人类恶性疾病的作用，其可能成为一类活性强的新型药物。
钌是继铂之后最有希望成为活性高、毒性低的金属之一，将在抗肿瘤领域发挥巨大的作用。
本文将对钌配合物在抗肿瘤及相关方面的研究现状等进行简要评述。
一、钌配合物钌的抗肿瘤活性最早由意大利化学家Giovanni Mestroni发现，之后Olga Nova kova合成了芳烃基配体的二价钌配合物，这种配合物性质稳定并且发现与DNA的键合速度要高于顺铂。
在抗肿瘤活性方面，目前涉及的钌配合物主要有四大类，分别为氨与亚胺类、多吡啶类、乙二胺四乙酸类、二甲亚砜( DMSO)类[2]。
钌、铜吡啶类配合物的制备及与DNA相互作用的研究
钌、铜吡啶类配合物的制备及与DNA相互作用的研究吴莎莎;雷苗;雷春蕾;王小波【摘要】目的研究钌、铜金属配合物对DNA的作用方式和效果,为进一步研究开发新型金属抗癌药物提供基础.方法以钌、铜两种金属分别与2,2-联吡啶及含吡啶四氮环作用,制备了含吡啶的金属配合物[Ru(bpy)3] Cl2及(CuL) (NO3)2{ bpy=2,2'-联吡啶,L=3,6,9,15-四氮杂[9.3.1]十五元双环-1(15),11,13-三烯},通过红外、紫外及质谱等对该两种配合物进行了表征.运用紫外光谱与凝胶电泳手段研究了上述配合物与pBR322 DNA的相互作用.结果表明配合物[Ru(bpy)3]Cl2与DNA主要以静电结合的方式作用,而(CuL) (N03)2则是以嵌插的方式作用,且后者对DNA的切割效果更为显著.结论本论文合成的两种钌、铜配合物与pBR322DNA结合方式不同,这可能与其结构有关系,而切割活性可能与配合物对其结合方式有关.【期刊名称】《湖北科技学院学报（医学版）》【年(卷),期】2018(032)005【总页数】6页(P369-372,375,封2)【关键词】钌配合物;铜配合物;凝胶电泳;DNA切割【作者】吴莎莎;雷苗;雷春蕾;王小波【作者单位】湖北科技学院药学院,湖北咸宁437100;湖北科技学院药学院,湖北咸宁437100;湖北科技学院药学院,湖北咸宁437100;湖北科技学院药学院,湖北咸宁437100【正文语种】中文【中图分类】R943随着生活水平的提高，癌症成为仅次于心血管疾病威胁人类健康的第二大杀手，癌症的发病率和死亡率逐年上升[1]。
当前癌症的三大治疗手段为手术、放疗与化疗。
就化疗而言，目前已经取得实际临床应用并极具潜力的化疗药物当属金属配合物。
其作为药物的研究可追溯到1969年，顺铂首次被报道具有抗肿瘤活性，随之被应用于临床实验，开创了小分子金属配合物药物作为抗癌药研究的新领域[2-3]。
抗肿瘤无机药物简介 (终极版)
抗肿瘤无机药物简介9090722*【摘要】：自从顺铂作为抗肿瘤药物被开发利用以来，无机药物已经成为新一类的抗肿瘤化疗药物。
本文参阅相关文献，简单介绍铂、钌、铜、稀土、硒等抗肿瘤药物的抗肿瘤机制及药理作用。
并对抗肿瘤无机药物在今后的一个时期的研究方向作了简单的展望。
【关键词】：抗肿瘤；无机药物癌症作为疾病中的第二大死亡原因，严重威胁着人类的健康，全世界每年约有700 万人死于癌症。
其中我国每年有150万人死于癌症，癌症已成为我国各类死因的头号杀手。
1969年美国密歇根州立大学的生物物理学家Barnett Rosenberg，偶然发现顺铂具有抗肿瘤活性，激发了人们对抗癌无机药物的关注。
美国国家癌症研究所曾对周期表中的55个元素的一万一千种金属及其化合物，做了系统的、大规模实验动物试验，发现镓、；钌、铅、铂、钒、锡等式中金属元素的10%的试验化合物，具有抗肿瘤活性。
【1】此外被科学家称之为人体微量元素中的“抗癌之王”的硒，其化合物也具有广泛的抗癌作用。
本文正式在这种背景下，对抗肿瘤铂配合物、抗肿瘤钌配合物、抗肿瘤铜配合物、抗肿瘤稀土配合物以及硒的抗肿瘤化合物做一个简单介绍。
1、抗肿瘤铂配合物【2】第 1代铂配合物抗肿瘤药物：顺铂[Cisplatin顺式-二氨二氯合铂(‖) CDDP ]，用于临床上治疗睾丸癌、头颈肿瘤和膀胱癌、妇科肿瘤等 40多种肿瘤，顺铂已成为最广泛使用的抗肿瘤药物之一。
顺铂属细胞周期非特异性药物 ,其抗癌机制一般认为：主要作用于DNA 上的鸟嘌呤、腺嘌呤和胞嘧啶，形成 DNA单链内或双链间两点的交叉连接，从而破坏 DNA 的结构。
它可通过损伤细胞的DNA而诱导肿瘤细胞凋亡，最终导致癌细胞的死亡。
但CDDP 主要有两个明显的不足：一是毒副作用，氧化损伤可能是导致顺铂产生毒性的机制之一；而是对于常见的人类肿瘤类型没有抗癌活性级出事阶段后产生抗药性。
第2代铂配合物抗肿瘤药物：卡铂[也称碳铂，Carboplatin，顺-1,1-环丁烷二羧酸二氨基合铂，CBP；JM8]，80年代开发的，现在仍是临床使用的主要抗肿瘤药物。
抗癌性钌配合物[HL][trans-Ru~ⅢCl_4L_2](L=4H-1
![抗癌性钌配合物[HL][trans-Ru~ⅢCl_4L_2](L=4H-1](https://img.taocdn.com/s3/m/c818bb09bed5b9f3f90f1c0e.png)
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（广 州 医学 院化 学教 研 室 ， 州 ５０ ８） ２ 广 １１２
（ 中山 大学化 学 与化 学 工程 学 院 ， 州 ５ ０ ７ ） 广 １２ ５
摘 要 ：采 用 密 度 泛 函 理 论 （ 方 法 ， 结 合 导 体 极 化 连 续 模 ￣ （Ｐ Ｍ） 究 了具 有 抗 肿 瘤 活 性 的 “ ｅｐｅ Ｄ 并 ＣＣ 研 Ｋ ｐｌ ｒ型 ” 配 合 物 『ｔ １ 钌 Ｈ ｒ ｚ
稀有金属在生物医药领域有何创新应用
稀有金属在生物医药领域有何创新应用在当今的生物医药领域，稀有金属正逐渐展现出其独特的魅力和广阔的应用前景。
这些曾经被认为在生物体内微不足道的元素，如今正成为创新研究的焦点，为疾病的诊断、治疗和预防带来了新的突破。
首先，让我们来认识一下什么是稀有金属。
稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属元素，如铌、钽、铼、锇等。
虽然它们在地球上的储量相对较少，但在生物医药领域却有着不可或缺的作用。
在诊断方面，稀有金属发挥着重要的作用。
以锝-99m为例，这是一种广泛应用于核医学诊断的放射性同位素。
通过将锝-99m标记在特定的化合物上，可以注入人体，然后利用特殊的检测设备追踪其在体内的分布和代谢情况，从而帮助医生诊断各种疾病。
比如，在心脏疾病的诊断中，锝-99m标记的心肌灌注显像剂能够清晰地显示心肌的血液供应情况，帮助判断是否存在心肌缺血或梗死。
在肿瘤诊断方面，锝-99m标记的肿瘤显像剂可以定位肿瘤的位置和大小，为后续的治疗提供重要的依据。
除了锝-99m，镓-67也常用于炎症和肿瘤的诊断。
镓-67能够在炎症部位和某些肿瘤组织中聚集，通过放射性扫描可以检测到这些异常的部位，为疾病的早期发现提供线索。
在治疗领域，稀有金属同样有着令人瞩目的创新应用。
例如，钌配合物在癌症治疗中显示出了潜在的价值。
钌作为一种过渡金属，其配合物具有独特的化学性质，可以与肿瘤细胞内的生物分子相互作用，从而抑制肿瘤细胞的生长和增殖。
研究表明，某些钌配合物能够诱导肿瘤细胞凋亡，即程序性细胞死亡，同时对正常细胞的毒性相对较小，这为开发更有效、更低毒副作用的抗癌药物提供了新的思路。
另一个例子是铼-188。
铼-188是一种放射性同位素，可用于放射性核素治疗。
它可以被制备成放射性药物，通过靶向作用到达肿瘤部位，释放出放射线来杀死肿瘤细胞。
与传统的放疗方法相比，放射性核素治疗具有更高的靶向性和更少的副作用，能够更精准地对肿瘤进行治疗。
此外，稀有金属在生物材料领域也有重要的应用。
抗癌金属配合物的研究新进展
抗癌金属配合物的研究新进展引言癌症是一种严重危害人类健康的疾病。
据统计，全球每年有超过1,000万人被诊断为癌症患者，其中大部分病例都是由于生活方式和环境因素所导致。
虽然现有的癌症治疗方法（如化学疗法、放射疗法和手术切除）可以提高治愈率，但他们也会带来很多副作用和后遗症。
近年来，抗癌金属配合物作为一种新的治疗方式，受到了越来越多研究人员的关注。
一、抗癌金属配合物的分类抗癌金属配合物可以根据其金属离子的种类、配位方式和配体的特性进行分类。
（一）根据金属离子的种类分为铂类抗癌药、铱、铜、金、钌、鉴、钒和钯等金属配合物。
其中，铂类抗癌药是目前应用最广泛、最成功的一类抗癌金属配合物。
（二）根据配位方式分为配位型和嵌入型两大类。
配位型抗癌金属配合物是指金属离子与配体通过配位作用相互结合形成的配合物，如顺铂。
而嵌入型抗癌金属配合物是指金属离子与DNA分子之间的特殊相互作用而形成的复合物，如钌咪唑配合物。
（三）根据配体的特性分为天然物质和人工合成物质两类。
天然物质如海藻素、干扰素和牛膝等物质。
人工合成物质包括Cisplatin、Carboplatin和Oxaliplatin等。
二、抗癌金属配合物的作用机制抗癌金属配合物通常通过干扰DNA的自发复制和细胞周期来抑制癌细胞的生长和分裂，使癌细胞无法进一步扩散。
根据金属配合物的不同作用机制，可以分为以下三类：（一）铂类抗癌药：铂类抗癌药是目前应用最广泛的抗癌金属配合物，主要是由于铂类抗癌药的分子结构能够与DNA分子挂钩，形成交联物而引起DNA的损伤，从而抑制DNA的合成和细胞的分裂。
（二）钌咪唑配合物：钌咪唑配合物对癌细胞的生长和分裂起到抑制作用，主要是通过与DNA分子相互作用，形成紫外线致敏剂，引起DNA链的损伤，并最终导致癌细胞的死亡。
（三）铁类配合物：铁类配合物通过对细胞内氧化还原平衡和众多信号通路的影响而发挥抗肿瘤作用，它与铁与细胞内可溶性蛋白互相作用，失去了铁离子的功能，结果导致肿瘤细胞的凋亡。
(医学课件)金属钌配合物的抗肿瘤作用
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体外和体内实验结果表明, NAMI-A 和一些 钌配合物几乎不具有毒性, 表明钌配合物与 铂类配合物具有完全不同的作用机制, 或者 是配合物的抗肿瘤活性与配合物对DNA 的 亲和力无关。
• NAMI-A 对转移瘤细胞增殖的抑 制作用可能是由于它能够阻滞细 胞周期中的G2-M 的阶段。
• NAMI-A 可能通过调节蛋白激酶 C、细胞外信号调节激酶的脱磷酸 作用、以及抑制c2myc 基因的转 录来诱导血管内皮细胞的凋亡,从 而完全抑制由血管内皮生长因子 (VEGF) 导致的新生血管生成。
• 但目前,临床应用铂类抗癌药最大的问题是耐药性,许 多患者先天或后天对铂类抗癌药物产生耐药性,严重 降低了药物的疗效及其抗癌谱。
• 近年来钌配合物作为新的抗癌药物引起了人们的注 意。在非铂系药物中,金属钌配合物是最有前途的抗 癌药物之一。国际上普遍认为钌和钌的配合物属于 低毒性,容易吸收并在体内很快排泄，更重要的是钌 配合物易于被肿瘤组织吸收。
定配合物; •( 2) 调整配体亲合性, 电子传递及取代速率和
还原势的 能力 ； •( 3) 增加对钌配合物 生物学功能的认识。这 些不仅使得钌配合物具 有氧还激发和光动力学 的特性以应用于治疗当 中, 还会促进具有钌放 射性核素的放疗药物的
发展。
•
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1. 还原激活 2. 活性Ru( Ò) 配合物 3. 转铁运输 4. DNA共价结合 5. 对DNA的损伤 6. Ru 配合物的细胞毒性 7. 光动力治疗
• 钌( Ⅱ) -芳烃配合物在体外的活性测试中即表现了很好 的抑制效果。
• 部分配合物活性相当于顺铂( IC50= 016μ M) ,甚至对顺 铂不起作用的细胞系也表现了很好的活性。
紫苏醇芳基钌配合物的合成及抗肿瘤性能
收稿日期：2019⁃12⁃04。
收修改稿日期：2020⁃05⁃16。
国家自然科学基金重点国际合作项目(No.21420102002)、国家自然科学基金(No.21771109，21778033，21807060)、江苏省333工程人才专项基金、江苏省六大人才高峰和江苏省自然科学基金(No.BE2013716，BK20171472)和中国博士后基金(No.2019M651874)资助。
*通信联系人。
E⁃mail ：*******************，******************.cn紫苏醇芳基钌配合物的合成及抗肿瘤性能吴健陶钦葛超薛旭玲＊钱勇刘红科＊(南京师范大学化学与材料科学学院，南京210023)摘要：紫苏醇作为既有癌症预防又有癌症治疗作用的少数几种天然产物之一，曾作为临床药物用于癌症的治疗。
但是紫苏醇通过口服给药生物利用度低、给药剂量大，因而限制了它的临床应用。
我们将紫苏醇进行化学修饰，作为配体引入到芳基金属配合物中，合成了一种新型芳基钌配合物Ru⁃L ，并利用核磁共振氢谱、碳谱、电喷雾质谱及元素分析对其进行了基础表征。
配合物Ru⁃L 对肿瘤细胞A2780、A2780/DDP 及MCF⁃7都表现出较高的细胞毒活性，而对正常细胞株毒性较小(IC 50>200µmol·L -1)，表明紫苏醇芳基钌配合物可以克服紫苏醇给药量大和毒性大等缺陷。
紫外可见及荧光光谱表明配合物具有较快的水解速率，可通过嵌入作用与CT⁃DNA 结合，并通过静态猝灭与BSA/HSA 相互作用。
流式细胞术也揭示配合物将肿瘤细胞周期阻滞在G0/G1期，从而导致了肿瘤细胞的凋亡。
以上结果表明，基于紫苏醇的芳基钌配合物Ru⁃L 克服了紫苏醇的高剂量、高毒性等缺点。
关键词：天然产物；芳基金属；紫苏醇；抗肿瘤中图分类号：O614.82+1文献标识码：A文章编号：1001⁃4861(2020)07⁃1223⁃10DOI ：10.11862/CJIC.2020.159Synthesis and Antitumor Properties of Ruthenium⁃Arene ComplexesBased on Natural Product PerillolWU JianTAO QinGE ChaoXUE Xu⁃Ling ＊QIAN YongLIU Hong⁃Ke ＊(School of Chemistry and Materials Science,Nanjing Normal University,Nanjing 210023,China )Abstract:As one of the few natural products that is useful both in the prevention and treatment of cancers,perillol has been used as a clinical drug for the treatment of cancer.However,perillol has low bioavailability and large dos⁃age by oral administration,which limits its clinical application.In this work,perillol was chemically modified and introduced into the metal⁃arene complex as a ligand,thus a novel ruthenium⁃arene complex Ru⁃L was synthesized and characterized by NMR,ESI⁃MS and elemental analysis.The complex exhibited high cytotoxic activity againstseveral tumor cells A2780,A2780/DDP and MCF⁃7,while it was none toxic to the normal cell lines (IC 50>200µmol·L -1).Absorbance and fluorescence spectra suggested that the complex had a fast hydrolysis rate,could bind to CT⁃DNA with a high affinity through intercalation mode and interact with BSA/HSA by static quenching.Flow cytome⁃try also revealed that the complex induced tumor cell cycle arrest in the G0/G1phase,which led to apoptosis of tu⁃mor cells.The above results indicate that the ruthenium⁃arene complex Ru⁃L based on perillol can overcome the disadvantages of perillyl alcohol,such as its high doses and severe toxicity.Keywords:natural products;metal⁃arene complex;perillol;anticancer第36卷第7期2020年7月Vol.36No.71223⁃1232无机化学学报CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY无机化学学报第36卷0引言以顺铂为代表的金属配合物具有良好的药理学特性，引起了人们对金属抗癌药物的极大兴趣[1⁃3]，但铂类药物毒副作用大、固有或获得性耐药性等不足大大限制了铂类药物的应用，因此新型钌、铱等金属抗癌药物逐渐走入人们的视野[4⁃5]。
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抗肿瘤钌配合物摘要：钌配合物作为抗癌药物的研究已受到国内外的广泛关注，是无机药物化学的重要研究内容之一。
本文主要介绍了抗肿瘤钌配合物的分类以及其作用机理。
关键词：钌配合物抗肿瘤机理前言恶性肿瘤具有高致死率，是危害人类健康最主要的疾病之一。
就目前而言，癌症的治疗主要有三种手段，即手术、放疗和化疗，其它的如基因治疗及免疫治疗尚不够成熟。
现在，随着对肿瘤分子生物学研究的逐步深入，化疗的作用显得日益重要。
长期以来，用于肿瘤治疗的药物主要是有机化合物。
1969年美国人Rosenberg 发现顺铂(顺式二氯二氨合铂)具有抗肿瘤活性，这一事件引起了各国科学家对金属药物的极大兴趣。
随后经过许多科学家大量的工作，终于合成出抗肿瘤的铂配合物，如卡铂[顺式二氨基( 1，1-环丁烷二羧酸)合铂]，奥沙利铂[( 1R，2R) -1，2-二氨基环己烷草酸根合铂]等。
顺铂已成为临床上治疗睾丸癌、卵巢癌、头颈肿瘤和膀胱癌等最广泛使用的药物之一。
但它的毒副作用，如肾毒性、骨髓毒性、耳毒性、外周神经毒性、催吐性及长期使用产生的耐药性等，也是十分明显的。
而且许多患者先天或后天对铂类抗癌药物产生耐药性，严重降低了药物的疗效及其抗癌谱。
除此之外不少肿瘤铂类药物并不起作用，因而使其应用受到限制[1]。
这促使一部分研究者将眼光转向开发非铂类金属抗癌药物。
钌类配合物具有与铂类化合物不同的生物活性和毒性，可能具有更高的抵抗人类恶性疾病的作用，其可能成为一类活性强的新型药物。
钌是继铂之后最有希望成为活性高、毒性低的金属之一，将在抗肿瘤领域发挥巨大的作用。
本文将对钌配合物在抗肿瘤及相关方面的研究现状等进行简要评述。
一、钌配合物钌的抗肿瘤活性最早由意大利化学家Giovanni Mestroni发现，之后Olga Nova kova合成了芳烃基配体的二价钌配合物，这种配合物性质稳定并且发现与DNA的键合速度要高于顺铂。
在抗肿瘤活性方面，目前涉及的钌配合物主要有四大类，分别为氨与亚胺类、多吡啶类、乙二胺四乙酸类、二甲亚砜( DMSO)类[2]。
KP1019型配合物属于氨与亚胺类，其基本通式为[HL] [trans2Ru (Ⅲ) L2Cl4]，其中L为含氮杂环配体[3]，它们对结肠癌有明显的治疗效果。
以吲哚为主要配体的KP1019能通过线粒体途径诱导细胞凋亡，能抑制一些顺铂不起作用的肿瘤的生长，而且在体内和体外实验中，都没有产生耐药性，也没有很严重的副作用。
乙二胺四乙酸类配合物的合成和相应的化学研究起步比较晚，将其用于抗肿瘤方面的报道也只是近十几年的事情。
Gonz lez-Vilchez 研究组将EDTA与RuCl3在稀酸中加热反应，得到Ru-EDTA 类的第一个晶体[ Ru( H3EDT A) Cl2 ]·4H2O，其中的两个氯离子与钌顺式配位（与顺铂类似），而且表现出突出的抗肿瘤活性。
随后他们又用水热法合成了环己二胺四乙酸( H4CDT A) (钌为+ 4价)及1，2-丙二胺四乙酸( PDTA)的钌配合物[4]，并获得了相应的晶体结构。
这些配合物有一个最大的特点，那就是极好的水溶性，在空气中能稳定存在。
尤其是后者，除对P388体系表现出明显的抗肿瘤活性外，还对Ehrlich 腹水癌、L1210鼠白血病、MX-1 移植人乳腺癌等表现出突出的活性。
除此之外，在试验过程中，并没有出现许多抗癌药所带来的神经毒性、肝毒性以及骨髓抑制等损害的现象。
这些均表明钌类配合物具有良好的开发前景。
二甲亚砜DMSO 是极性分子，易穿过细胞膜；而且其S和O都是潜在的配位原子。
19世纪70年代，cis-[Ru( DMSO) 4Cl2 ]被合成和晶体结构表征，是钌配合物中用于研究抗肿瘤性质的第一个配合物[5]。
[Ru( DMSO) 4Cl2 ]的顺式和反式配合物表现出与顺铂类配合物不同的抗肿瘤活性，其中反式配合物由于对Lewis肺癌表现出抗转移活性，具有良好的水溶性、低毒性以及对某些耐顺铂的P388 淋巴白血病表现出很好的活性而令人刮目相看。
NAMI型配合物以[( DMSO) 2H] [ trans-Ru ( DMSO) 2Cl4 ] 为原料制得，它对肿瘤如肺癌、MCa 乳腺癌的转移表现出特别的活性，而在杀死原发性肿瘤细胞方面的能力较差[6]，该配合物在1999年作为抗转移药物就已经进入一期临床。
二、钌配合物抗肿瘤活性作用机理2.1 还原激活按照此假设，钌（Ⅱ）配合物可以作为药物的前体，在体内被还原激活后，更迅速地与生物分子配合。
肿瘤分子代谢异常活跃，快速地消耗氧和其他养分，而新血管的生成速度较慢，这样肿瘤细胞中是一个缺氧的环境，代谢产生过量乳酸，pH为酸性。
由于上述代谢的差别，肿瘤尤其是在肿瘤的中心处，其相对电化学势会比周围正常组织的低；而且相对于正常组织来说，将有利于肿瘤内钌（Ⅱ）的产生。
在相似的配位环境中，由于缺少π键效应，使低价态钌（Ⅱ）比钌（Ⅲ）能更有效地被取代，钌（Ⅲ）被还原成钌（Ⅱ）之后，dπ（t2g）轨道将被填充。
与钌（Ⅲ）牢固配合的π供体配体不能和钌（Ⅱ）结合如此牢固，会很快解离，使肿瘤细胞内高比例的［Ru（Ⅱ）］/［Ru（Ⅲ）］一起导致细胞间连接的增加并造成一定选择性的肿瘤毒性。
2.2 转铁运输在人体中，运铁蛋白是一种分子量约81 000的血清糖蛋白，对维持生命活动所必需的微量元素铁的代谢起十分重要的作用。
恶性肿瘤由于增殖较正常细胞快得多，因此对铁的需求也大得多[7]。
转铁蛋白可以与一个Fe3+结合，低pH条件下释放，并引起组氨酸配体的质子化或N-叶中氨酸间氢键的变化。
Fe的结合位点的组氨酸对Ru（Ⅲ）有高亲和性，，而Ru（Ⅲ）在生理条件下可被转铁蛋白还原而释放，尤其在肿瘤组织的低pH条件下，这样可以使钌的配合物被高度吸收并发挥作用。
钌与铁在周期表中属于同一族，在性质上有相似的地方，对开发相应的选择性较高的药物有利。
许多实验表明，当钌配合物与脱铁运铁蛋白作用后，或者在实验时将脱铁运铁蛋白与钌配合物共同使用，发现相应的抗肿瘤活性明显较单独使用钌配合物的高。
103Ru同位素实验表明，钌的含量在肿瘤内相对较高，这也与运铁蛋白对钌(Ë)配合物的运输有关。
对顺铂而言，当其与蛋白结合后，并不表现出抗肿瘤活性。
更进一步的研究表明，运铁蛋白与钌配合物的计量关系为1∶2，钌(Ë)配合物与之结合后，化合价并不发生改变。
ICR 与乳铁运铁蛋白结合的高分辨率晶体结构表明，钌在其中两个键合位点是等同的，His 253和His 597提供较高亲和性的作用位点，而且作用时ICR 的咪唑配体没有离去[8]。
2.3 DNA共价结合DNA是顺铂发生抗肿瘤作用的主要靶标。
对钌配合物，尤其是饱和配位的钌多吡啶配合物，因其丰富的光学信息、良好的热力学稳定性以及刚性且带手性的八面体构型，使其成为研究与DNA 键合与识别、电子转移的重要工具，为国际上近10 余年来较为活跃的研究领域之一[9]。
根据DNA 的结构特点，金属配合物与DNA 的作用方式一般可以归纳为三种: 非共价结合、共价键合及剪切[10]。
非共价结合又细分为三种: 静电结合、嵌插结合和沟槽结合；共价键合包括链内交联和链间交联；而剪切作用又分为特异性和非特异性剪切。
配合物与DNA的结合受到核苷中脱氧核糖的限制，所以在嘌呤核苷上经常能观察到的是N7位的配合，当此限制被消除后，几乎所有的连接异构体都可以得到。
通过与胞嘧啶、腺嘌呤及相关衍生物结合，稳定的外环连接异构体也可以得到。
唯一的例外是与鸟嘌呤外环N2位的配合，被嘌呤配体稳定的Ru（Ⅱ）可以引起Ru（Ⅲ）的去质子化，形成相应Ru（Ⅱ）体系，也可能形成Ru（Ⅳ）。
Ru（Ⅳ）可以促进两种单体及DNA的水解及自氧化。
2.4 Ru配合物的细胞毒性Ru 配合物与DNA 结合和细胞毒性存在一定的关联。
很多Ru配合物展现下列活性：抑制DNA 的复制；致突变活性以及诱导SOS修复系统；减少与DNA的结合和DNA合成。
这些都会严重影响肿瘤细胞的快速增殖，造成一定的细胞毒性。
另外，在钌配合物中适当地增加氯配位，可以增加配合物的水溶性，钌的多氯配合物在血液中由转铁蛋白和白蛋白转运，80%是结合后者。
溶解性还可以通过利用钌和DMSO配位得到改善。
研究展望近年来钌配合物作为新的抗癌药物引起了人们的广泛兴趣。
由于钌配合物的低毒性，开发新的钌抗肿瘤药物具有十分重要的意义和广阔的应用前景。
NAMI2A和KP1019作为已进入临床的钌配合物，已成为非铂类药物发展的突出典型。
虽然已有很多钌配合物被发现具有抗肿瘤活性，但是它们的抗肿瘤机制还不是很清楚，即使是已经进入临床的钌配合物也不例外，仍有待深入研究。
参考文献[1]牟永平，吴刚，周立社和彦苓.抗肿瘤金属配合物药物及其药理作用的研究进展.中国药理学通报.2007 Nov; 23 (11) : 1409～13[2]汪中明，计亮年. 钌配合物的抗肿瘤活性研究进展. 化学进展. Vol. 14 No. 4.July, 2002[3]徐新华，张国刚，王林，杨勤玲，张毓萍. 金属类抗癌药物的研究进展. 大连医科大学学报. Vol.34 No.5 Oct. 2012[4]陈禹，杜可杰，巢晖，计亮年. 钌配合物抗肿瘤研究新进展. 化学进展. Vol. 21 No. 5May , 2009[5]田燕妮，杨频.顺、反Ru~ⅡCl2(DMSO) 4的合成、结构、性质和抗肿瘤活性的研究.化学通报. Vol. 6.1997[6]Giraldi T , Sava G, Ber toli G, Mestroni G, Zassinovich G.Cancer Res. , 1977, 37: 2662—2666[7]Harris W R.Struct.Bond,1998,121)132[8]Smith C A,Sutherland-2Smith A J,Keppler B K,etal.J.Biol.Inorg.Chem.,1996,1:424—431[9]张黔玲，刘剑洪，任祥忠，魏波，计亮年等.不同配体对钌多吡啶配合物与DNA的作用和荧光性质的影响.无机化学学报.2003年第6期[10]李清萍.含氮杂环铂（Ⅳ）类配合物的合成、抑菌性及与DNA相互作用研究.2011。