基于锌酞菁的新型光敏剂在结肠癌光动力治疗中的光物理特性与体外效应研究

本研究针对传统癌症疗法选择性差、副作用大等问题，开发了非周边取代锌(II)酞菁(ZnPc)光敏剂。通过光物理测试证实其在DMSO/DMF中单线态氧量子产率(ΦΔ )达0.73/0.55，体外实验显示8μM浓度结合24h孵育可显著抑制HT29结肠癌细胞活性，为靶向光动力治疗(PDT)提供了新型候选材料。

　　

癌症治疗领域长期面临传统疗法"敌我不分"的困境，化疗和放疗在杀伤肿瘤细胞的同时会对正常组织造成严重损伤。光动力治疗(PDT)作为一种新兴的精准治疗手段，通过光敏剂(PS)在特定波长光照下产生活性氧(ROS)选择性杀伤癌细胞，其中酞菁类化合物(Pcs)因其优异的光物理特性备受关注。然而现有光敏剂存在溶解性差、靶向性不足等问题，特别是针对全球发病率第三的结肠癌缺乏高效PS。

Sakarya应用科学大学的研究团队创新性地设计合成了一种带有3-甲氧基苄氧基取代基的非周边锌(II)酞菁(ZnPc)化合物，通过系统的光物理化学测试和体外实验验证其PDT效果。研究采用密度泛函理论(DFT)计算预测电子激发态特性，通过稳态/瞬态荧光光谱测定荧光量子产率(Φ_F
)和单线态氧量子产率(Φ_Δ
)，并选用人结肠癌HT29细胞系进行暗毒性和光毒性评估。

合成与表征
通过3-((3-甲氧基苄基)氧基)邻苯二甲腈的环四聚反应成功制备目标ZnPc，核磁和质谱证实其结构。理论计算显示该化合物HOMO-LUMO能隙为1.85eV，前线分子轨道分布表明其适合作为PS。

光物理化学性质
在DMSO和DMF中测得Φ_Δ
分别为0.73和0.55，接近临床常用光敏剂标准。荧光寿命测定显示三线态寿命足够长(>100μs)，有利于能量转移生成¹
O₂
。溶剂极性实验证实3-甲氧基苄氧基的引入显著改善了溶解性。

体外PDT效应
MTT实验显示：在暗条件下，即使浓度达32μM时细胞存活率仍>80%，证明化合物本身低毒性；光照后(670nm)，8μM浓度结合24h孵育可使细胞存活率降至35%，且杀伤效果与光密度呈正相关。共聚焦显微镜观察到ZnPc主要定位于癌细胞溶酶体。

该研究证实3-甲氧基苄氧基修饰的ZnPc具有理想的光敏剂特性：优异的溶解性、高¹
O₂
产率、显著的光毒性选择性和明确的亚细胞定位。理论计算与实验结果的相互验证为PS分子设计提供了新思路，特别是分子轨道分析指导的取代基选择策略具有普适意义。研究不仅为结肠癌PDT提供了候选药物，其"结构-性能"研究范式对开发其他肿瘤靶向PS具有重要参考价值。成果发表于《Journal of Inorganic Biochemistry》，得到土耳其和西班牙两国科研基金支持。