新型吩噻嗪鎓染料的光动力疗法应用：通过调控助色团改善黑色素瘤治疗效果

本研究针对传统光敏剂在癌症治疗中的局限性，设计合成了三种新型吩噻嗪鎓染料（1-3），通过助色团修饰调控其光物理性质。研究发现，含羟基亲水性助色团的染料1和2表现出优异的单线态氧量子产率（ΦΔ(1O2)达68%-78%），而芳香族疏水性染料3则显示出独特的负溶剂化效应。在B16-F10黑色素瘤模型中，染料1展现出最低IC50值（29.2 μM）和显著的谷胱甘肽还原酶激活能力，为开发新型抗癌光动力疗法提供了重要参考。

　　

在癌症治疗领域，光动力疗法（PDT）因其精准靶向和低系统毒性备受关注。然而现有光敏剂如亚甲蓝（MB）存在吸收系数低、暗毒性高等缺陷，而卟啉类化合物又面临合成复杂、光稳定性差等挑战。针对这些问题，研究人员开发了一系列新型吩噻嗪鎓染料，通过结构修饰来优化其光物理性质和生物活性。

为探索吩噻嗪鎓染料的构效关系，研究人员采用经典溶液法、机械化学法和声化学法合成了三种新型化合物：含双(2-羟丙基)氨基的亲水性染料1、含乙基(2-羟乙基)氨基的染料2，以及含4-苯基二氮烯基苯胺的疏水性染料3。通过核磁共振（NMR）、高分辨质谱（HRMS）和X射线衍射验证结构，利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表征光学性质，并采用1,3-二苯基异苯并呋喃（DPBF）法测定单线态氧量子产率。生物评价包括MTT法检测细胞毒性、乳酸脱氢酶（LDH）释放实验评估膜完整性，以及谷胱甘肽还原酶和超氧化物歧化酶（SOD）活性测定。

在合成方法学方面，声化学法展现出显著优势。染料1通过直接超声辐照获得58%收率，较传统回流法提高16%。单晶X射线衍射显示染料2分子通过O-H···I和C-H···O等相互作用形成稳定晶体结构，二面角12.4°的轻微扭曲证实了吩噻嗪核的平面构型。

光学性质研究揭示关键发现：亲水性染料1-2在乙醇中最大吸收达645-648 nm，荧光发射690 nm左右，斯托克斯位移达834-1011 cm^-1；而疏水性染料3表现出显著负溶剂化效应，在二氯甲烷中红移至680 nm。值得注意的是，染料2的摩尔消光系数（30×10⁴ M^-1cm^-1）是MB的4倍，且量子产率高达78%。

理论计算阐明了作用机制。Jablonski图显示染料1-2通过S₁→T₂系间窜越（ISC）途径激活氧分子，其中染料2的k_ISC^S1-T2比染料1高两个数量级，这与其更高的¹O₂生成效率相符。

生物活性评价获得重要突破：MTT实验显示染料1对B16-F10细胞的IC₅₀最低（29.2 μM），660 nm LED照射5分钟后细胞活力下降60%。酶学分析表明，染料1使谷胱甘肽还原酶活性提升3倍，而染料3显著增强SOD活性。LDH释放实验证实三种染料在暗条件下毒性可忽略，但能有效缓解光照引起的氧化应激。

这项研究通过系统的结构-活性关系分析，证实助色团修饰可精准调控吩噻嗪鎓染料的光物理性质和生物活性。特别是含羟基的亲水性衍生物1展现出优异的光动力治疗潜力：高单线态氧产率、低暗毒性和独特的抗氧化酶调节能力。这些发现为开发新一代肿瘤靶向光敏剂提供了重要理论基础，尤其对治疗难度大的黑色素瘤具有特殊价值。论文发表在《Biomedicine》期刊，为癌症光动力治疗领域的技术创新开辟了新途径。