ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2020, № 9 · БИОМЕДИЦИНСКАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Спектрально-оптические исследования фотоактивности иттербиевого комплекса 2,4-ди(α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX - перспективной субстанции для люминесцентной диагностики рака в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне

И.П. Шилов1, А.В. Иванов2,3

1 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
2 НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава России, Москва, Россия
3 ГНЦ лазерной медицины им. О.К.Скобелкина ФМБА России, Москва, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2020.9.9 УДК 666.189.2 EDN BBUYHR

Аннотация

Проведено изучение фотоактивности иттербиевого комплекса 2,4-ди(α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX (Yb-ДМДП), перспективной субстанции для ИК-люминесцентной диагностики рака, обладающей повышенными спектрально-кинетическими характеристиками. Исследована динамика фотосенсибилизированного образования синглетного кислорода для Yb-ДМДП IX и для безметальной формы комплекса при лазерном возбуждении на высокочувствительном лазерном флуориметре. Показано, что квантовый выход генерации синглетного кислорода для Yb-ДМДП (11%) значительно меньше, чем в случае его безметальной формы (40%), что экспериментально подтверждает его низкую фототоксичность. Повторно, низкая фотохимическая активность данного соединения была подтверждена МТТ-методом. Установлено, что соединение обладает малой фототоксичностью (IC50 составила 10-5,5 моль/л). Таким образом, подтверждена низкая фотохимическая активность и фототоксичность Yb-ДМДП.

  • иттербиевый комплекс 2
  • 4-ди(α-метоксиэтил)дейтеропорфирин IX
  • фотоактивность
  • люминесценция
  • синглетный кислород
  • квантовый выход
  • лазерный флуориметр
  • фототоксичность
  • ytterbium complex of 2
  • 4-di(α-methoxyethyl)deuteroporphyrin IX
  • photoactivity
  • luminescence
  • singlet oxygen
  • quantum yield
  • Laser fluorimeter
  • phototoxicity
Abstract (in English)

Spectral-optical studies of the photoactivity of the ytterbium complex 2,4-di(α-methoxyethyl)deuteroporphyrin IX - a promising substance for NIR luminescence diagnostics of cancer

The spectral optical study of photoactivity of ytterbium complex of 2,4-di(α-methoxyethyl)deuteroporphyrin IX (Yb-DMDP), perspective substance for IR-luminescent cancer diagnostics with enhanced spectral-kinetic characteristics, is carried out. The dynamics of singlet oxygen photosensitized formation for the Yb-DMDP and for the metal-free porphyrin under laser excitation using a highly sensitive laser fluorimeter, is studied. It was shown that quantum yield of a singlet oxygen generation for Yb-DMDP (11%) is significantly less than for the metal-free porphyrin (40%). This fact experimentally confirms a Yb-DMDP low photoactivity. Secondly, the Yb-DMDP low photoactivity was confirmed by the MTT-method. It was established that Yb-DMDP possesses low cytophototoxic properties (IC50 value ~ 10-5,5 М/L). Thus, Yb-DMDP low photochemical activity and phototoxicity are proved.

Для цитирования

Шилов И.П., Иванов А.В. Спектрально-оптические исследования фотоактивности иттербиевого комплекса 2,4-ди(α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX - перспективной субстанции для люминесцентной диагностики рака в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне // Журнал радиоэлектроники. – 2020. – № 9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.9.9

Литература

  1. Amsterdam. 2007. P.217.
  2. Bulach V., Sguerra F., Hosseini M.W. Porphyrin lanthanide complexes for NIR emission // Coordination Chemistry Review. 2012. Vol.256. P.1468-78.
  3. Armelao L., Quici S., Barigelletti F. et al. Design of luminescent lanthanide complexes: From molecules to highly efficient photo-emitting materials // Coordination Chemistry Review. 2010. V.254. P.487-498.
  4. Ivanov A.V., Rumyantseva V.D., Shchamkhalov K.S., Shilov I. P. Luminescence diagnostics of malignant tumors in the IR spectral range using Yb-porphyrin metallocomplexes // Laser Phys. 2010. Vol.20. No.11. P.2056-2065.
  5. Ivanov A.V., Rumyantseva V.D., Shilov I.P. et al. Low toxic ytterbium complexes of 2,4-dimethoxyhematoporphyrin IX for the luminescence diagnostics of tumors // Photonics & Lasers in Medicine. 2013. Vol.2. No.3. P.175-187.
  6. Lanthanide Luminescence. Photophysical Analitical and Biological Aspects. Springer, Heidelberg. Eds. Hanninen P. and Hanna H. 2011. P.1-388.
  7. Chen Y., Gryshuk A., Achilefu S. et al. A novel approach to a bifunctional photosensitizer for tumor imaging and phototherapy // Bioconjugate Chem. 2005. Vol.16. P.1264-1274.
  8. Stasheuski A.S., Knyukshto V.N., Ivanov A.V. et al. Luminescence properties of Yb-2,4-dimethoxyhematoporphyrin IX, a promising compound for diagnosis of malignant tumors // J Applied Spectroscopy. 2015. Vol. 81. P.938-943.
  9. Щелкунова А.Е., Болтухина Е.В., Румянцева В.Д. и др. Разработка синтеза дикалиевой соли иттербиевого комплекса 2,4-ди(α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX // Макрогетероциклы. 2019. Т.12. №4. С.366-372.
  10. Mironov A.F. Porphyrin complexes with lanthanides // Russ. Chem. Rev. 2013. Vol.82. P.333-351.
  11. Галиевский В.А., Киселев В.В., Шабусов А.И. и др. Лазерный флуориметр с наносекундным разрешением для ближнего И.К.-диапазона // Приборы и техника эксперимента. 2010. №4. С.109-116.
  12. Пархоц М.В., Кнюкшто В.Н., Исаков Г.А. и др. Спектрально-люминесцентные исследования фотосенсибилизаторы "Фотолон" в модельных средах и крови онкологических больных // Журн. прикл. спектр. 2003. Т.70. №6. С.816-821.