研究目的
通过引入磷(V)配位来提高卟啉衍生物的水溶性和pH可激活特性,从而增强光动力治疗与诊断效果。
研究成果
一种pH可激活卟啉衍生物与五价磷的络合显著提升了水溶性达100倍,并将单线态氧生成的开关比增强至400倍以上。这一效果通过抑制吡咯氮的质子化、产生强分子内电荷转移特性以实现快速内转换,以及在酸性条件下保持高量子产率来实现。其关闭态性能不受溶剂极性影响的特点使其非常适合生物应用,表明磷络合作为开发高效光敏剂的卓越策略。
研究不足
P(V)Por-NEt2的pK值为5.2,该数值略低,可能限制其在某些生理环境中的有效性,对生物应用而言稍显不足。此外,部分衍生物(如N1配合物)因热不稳定性导致合成与保存具有挑战性,这表明分子设计中存在需要优化的环节。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过合成pH可激活卟啉衍生物的磷(V)配合物(P(V)Por-NEt2)以增强水溶性和ON/OFF开关性能。理论模型采用DFT和TD-DFT计算进行分子轨道分析。
2:样本选择与数据来源:
样本包括合成的P(V)Por-NEt2及Por-NEt2等参照化合物。数据源自不同溶剂和pH条件下获取的紫外-可见吸收、荧光及磷光测量结果。
3:实验设备与材料清单:
设备包含核磁共振波谱仪(JEOL ECS400、ECS600)、质谱仪(布鲁克compactTM)、傅里叶变换红外光谱仪(JASCO FT/IR-4000)、紫外-可见分光光度计(日立U3310)、荧光光谱仪(堀场FluoroMax 4p)、绝对光致发光量子产率光谱仪(滨松C9920-02)、荧光寿命系统(堀场TemPro)、Nd3+:YAG激光器(东京仪器Lotis II)、光电倍增管(滨松R5509-42)、单色仪(立津MC-10N)、放大器(斯坦福研究系统SR445)、光子计数器(斯坦福研究系统SR400)及pH计(DKK-TOA HM-25G)。材料包括DMSO、DMF、MeCN、MeOH、EtOH、1-辛醇、盐酸、氢氧化钠、超纯水(默克密理博Direct-Q 3UV)及合成化合物。
4:ECS600)、质谱仪(布鲁克compactTM)、傅里叶变换红外光谱仪(JASCO FT/IR-4000)、紫外-可见分光光度计(日立U3310)、荧光光谱仪(堀场FluoroMax 4p)、绝对光致发光量子产率光谱仪(滨松C9920-02)、荧光寿命系统(堀场TemPro)、Nd3+:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程为将Por-NEt2与POCl3在吡啶中反应后加入甲醇。测量内容包括记录不同浓度和pH值下的紫外-可见吸收光谱、荧光光谱与量子产率、采用时间相关单光子计数法测定荧光寿命、通过激光激发检测单线态氧磷光,以及使用HCl或NaOH调节pH值。量子产率通过与标准品对比测定。
5:2)、单色仪(立津MC-10N)、放大器(斯坦福研究系统SR445)、光子计数器(斯坦福研究系统SR400)及pH计(DKK-TOA HM-25G)。材料包括DMSO、DMF、MeCN、MeOH、EtOH、1-辛醇、盐酸、氢氧化钠、超纯水(默克密理博Direct-Q 3UV)及合成化合物。 实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:采用指数函数分析荧光衰减数据,方程S1处理量子产率的pH依赖性,DFT/TD-DFT计算用于分子轨道和吸收光谱分析。量子产率统计误差标注为±10%。
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NMR Spectrometer
ECS400
JEOL
Recording 1H and 13C NMR spectra for chemical analysis.
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Recording 1H and 13C NMR spectra for chemical analysis.
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Diode Excitation Source
NanoLED-390
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Hamamatsu
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Stanford Research Systems
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Horiba
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Monochromator
MC-10N
Ritsu
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DKK-TOA
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Direct-Q 3UV
Merck Millipore
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