基于AIE效应的诊疗试剂的合成与体外抗肿瘤活性

基于AIE效应的诊疗试剂的合成与体外抗肿瘤活性癌症已经成为影响人类生命健康的主要疾病之一,其治疗方式主要有手术、化疗、放疗和光动力学治疗（PDT）等。手术在很多情况下并不能将肿瘤细胞全

部清除,化疗和放疗缺乏选择性,导致严重的毒副作用。

PDT是利用光敏剂（PS）在光照下产生活性氧（ROS）并诱导肿瘤细胞凋亡

的一种治疗方法。目前,临床上常用的PS（如卟啉衍生物）由于存在聚集引起的

淬灭（ACQ）效应,使其在水介质中产生单线态氧（¹O₂）的能力低,严重限制了PDT效果。

聚集诱导发光材料（AIEgens）是一类在稀溶液中呈弱或非发射状态,但在聚集或固态中发射出强荧光的材料。AIEgens受激后,可将能量转移给相邻的三线

态氧（³O₂）产生有细胞毒性的

¹O₂。

因此,AIEgens可作为PDT试剂,也可解决传统光敏剂在水介质中ROS产生效率低问题,在PDT领域具有极高的研究价值。因AIEgens在PDT过程中产生ROS 的同时,还会不断地消耗细胞内的氧气,势必造成肿瘤细胞内产生更加乏氧的微

环境,若同时利用此乏氧微环境以激活化疗前药,则可降低化疗药物对正常细胞

的毒副作用,进而达到联合治疗的目的。

为实现最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）分布的分离,提高AIEgens产生ROS的效率,以四苯乙烯（TPE）为AIE母体,以甲氧基作为电子供体,以氰基和硝基作为电子受体,并利用乳糖（LAC）修饰增加生物相容性,设计合成了一种基于AIE效应的PS（LAC-TPE-DB-NO₂）。在此基础上,为了利用PDT过程导致的极度乏氧微环境实现化疗药物吉西他滨（GMC）在肿

瘤区域的特异性释放,将具有红色荧光发射的PS（TPE-DB-NO₂）通过缩合反应与活性药物GMC共价偶联,同时4-硝基苄基可作为乏氧响应基团,合

。

成了一种基于AIE效应的联合诊疗试剂GMC-TPE-DB-NO₂采用NMR、HRMS和SEM等手段对LAC-TPE-DB-NO₂和

进行表征;采用紫外可见分光光度法、共聚焦荧光显GMC-TPE-DB-NO₂

微镜对其稳定性、ROS产生效率进行测定;采用MTT法和活死细胞双染法探究其

对HeLa及BRL-3A细胞活力的影响;采用流式细胞分析法测定其诱导HeLa细胞凋亡的情况;采用共聚焦荧光显微镜研究HeLa细胞对其摄取情况。结果表

明,LAC-TPE-DB-NO₂和GMC-TPE-DB-NO₂在水介质中自

组装形成的纳米粒子的粒径约100 nm,并且能在生理条件下稳定存在;其产生ROS 的效率要远远高于孟加拉玫瑰红;其在HeLa细胞中的荧光强度随孵育时间的增

加而增强;LAC-TPE-DB-NO₂对肿瘤细胞的毒性具有剂量和光照时间

依赖性,光照7 min时,HeLa细胞的存活率为11.7%;在黑暗条件下

对细胞不具有毒性,在乏氧光照条件

GMC-TPE-DB-NO₂

下,GMC-TPE-DB-NO₂对HeLa细胞表现出最大的抑制作用,孵育48 h 后细胞存活率为37.0%,且有51.1%的细胞发生凋亡,表明

以凋亡的方式抑制肿瘤细胞增殖。

GMC-TPE-DB-NO₂

本文所设计的LAC-TPE-DB-NO₂具有诊断和治疗的双重功能,能够高效的产生ROS诱导细胞凋亡;GMC-TPE-DB-NO₂具有乏氧激活特性,降低了GMC对正常细胞的毒副作用,PDT和化疗的联合实现了对肿瘤细胞的最

大抑制作用,为肿瘤的联合治疗提供了一种新的思路。