ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2024, № 4 · БИОМЕДИЦИНСКАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

О возможности использования иттербиевого комплекса 2,4-ди (α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX для тераностики новообразований поверхностной локализации

И.П. Шилов1, В.Д. Румянцева1,2, А.С. Горшкова1, А.В. Иванов3

1 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
2 МИРЭА - Российский технологический университет, Москва, Россия
3 «НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России, Москва, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2024.4.3 УДК 577:61 EDN MBVHDY

Аннотация

Исследована динамика фотосенсибилизированного образования синглетного кислорода для иттербиевого комплекса 2,4-ди(α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX (Yb-ДМДП IX) и для его безметальной формы при лазерном возбуждении на высокочувствительном лазерном флуориметре. Показано, что квантовый выход генерации синглетного кислорода для Yb-ДМДП IX (11%) значительно меньше, чем в случае самого ДМДП IX (40%), что экспериментально подтверждает низкую фототоксичность Yb-комплекса. Однако установленные 11% квантового выхода 1О2 говорят о возможном присутствии в основном веществе Yb-ДМДП IX также и ДМДП IX, приводящей к остаточной фототоксичности. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии были установлены количественные соотношения Yb-комплекса и его безметальной формы (~11%). Таким образом представленный Yb-комплекс может быть использован также и для тераностики рака, поскольку после проведения ИК-люминесцентной диагностики (в спектральном диапазоне 900-1100 нм) возможно и последующее осуществление процедуры ФДТ в полосе поглощения безметальной формы порфирина (БФП) на длине волны 630 нм. Эффективность Yb-ДМДП IX для осуществления процедуры ФДТ может быть в значительной степени повышена путем обработки данного соединения аскорбиновой кислотой после проведения процедуры ИК-люминесцентной диагностики.

  • иттербиевый комплекс 2
  • 4-ди(α-метоксиэтил)дейтеропорфирин IX
  • фотоактивность
  • люминесценция
  • синглетный кислород
  • квантовый выход
  • лазерный флуориметр
  • фототоксичность
  • фотодинамическая терапия
  • ИК-люминесцентная диагностика рака
Abstract (in English)

On the possibility of using the ytterbium 2,4-di(α-methoxyethyl)deuteroporphyrin IX complex for superficial tumors theranostics

The dynamics of the photosensitized singlet oxygen formation for the ytterbium 2,4-di(α-methoxyethyl)deuteroporphyrin IX complex (Yb-DMDP IX) and for its metal-free form under laser excitation on a highly sensitive laser fluorimeter was studied. It has been shown that the quantum yield of singlet oxygen generation for Yb-DMDP IX (11%) is significantly lower than in the case of DMDP IX itself (40%), which experimentally confirms the low phototoxicity of the Yb complex. However, the established 11% quantum yield of 1O2 indicates the possible presence of DMDP IX in the main substance of Yb-DMDP IX, leading to residual phototoxicity. Using high-performance liquid chromatography, the quantitative ratios of the Yb-complex and its metal-free form (10%) were established. Thus, the presented Yb-complex can also be used for cancer theranostics, since after carrying out IR luminescence diagnostics (in the 900-1100 nm spectral range), it is also possible to subsequently carry out the PDT procedure in the absorption band of the porphyrin complex metal-free form at the 630 nm wavelength. The Yb-DMDP IX effectiveness for the PDT procedure can be significantly increased by treating this compound with ascorbic acid after the IR luminescence diagnostics procedure.

Для цитирования

Шилов И.П., Румянцева В.Д., Горшкова А.С., Иванов А.В. О возможности использования иттербиевого комплекса 2,4-ди (α-метоксиэтил)дейтеропорфирина IX для тераностики новообразований поверхностной локализации // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.4.3

Литература

  1. Comby S., Bünzli J. C. G. Lanthanide near-infrared luminescence in molecular probes and devices //Handbook on the physics and chemistry of rare earths. - 2007. - V. 37. - P. 217-470. https://doi.org/10.1016/S0168-1273(07)37035-9
  2. Bulach V., Sguerra F., Hosseini M. W. Porphyrin lanthanide complexes for NIR emission // Coordination Chemistry Reviews. - 2012. - V. 256. - №. 15-16. - P. 1468-1478. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2012.02.027
  3. Шилов И. П. и др. Перспективы инфракрасной люминесцентной диагностики новообразований поверхностной локации на основе иттербиевых комплексов порфиринов // Радиотехника и электроника. - 2023. - Т. 68. - №. 4. - С. 399-406. https://doi.org/10.31857/S0033849423030130
  4. Ivanov A. V. et al. Luminescence diagnostics of malignant tumors in the IR spectral range using Yb-porphyrin metallocomplexes // Laser Physics. - 2010. - V. 20. - P. 2056-2065. http://dx.doi.org/10.1134/S1054660X10220032
  5. Гайнов В. В., Шайдуллин Р. И., Рябушкин О. А. Стационарный разогрев активных волоконных световодов при оптической накачке // Квантовая электроника. - 2011. - Т. 41. - №. 7. - С. 637-643.
  6. Щелкунова А. Е. и др. Разработка синтеза дикалиевой соли иттербиевого комплекса 2, 4-ди (α-метоксиэтил) дейтеропорфирина IX // Макрогетероциклы. - 2019. - Т. 12. - №. 4. - С. 382-388. https://doi.org/10.6060/mhc190658s
  7. Шилов И. П. и др. Малогабаритное устройство для экспресс-исследований спектрально-люминесцентных свойств металлокомплексов порфиринов // Журнал радиоэлектроники. - 2019. - №. 7. - С. 10-10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.7.4
  8. Shilov I. P. et al. Development of a Laser-Fiber Fluorimeter for IR Luminescence Cancer Diagnosis // Journal of Communications Technology and Electronics. - 2022. - V. 67. - №. 4. - P. 463-469. https://doi.org/10.1134/S106422692204009X