一种镓-竹红菌素链状高分子配合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于肿瘤治疗药物技术领域，涉及一种具有化疗-光疗协同治疗潜能的 镓-竹红菌素配合物及其制备方法，以及在光动力疗法领域中的应用。
【背景技术】
[0002] 众所周知，疾病威胁着人类的健康。肿瘤是机体在多种致癌因素的影响下，局部组 织的某一个细胞克隆性异常增生而形成的新生物，肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤两种，其 中所有的恶性肿瘤统称为癌症。
[0003] 传统治疗肿瘤的方法有手术治疗、放射治疗（放疗）和化学治疗（化疗）。作为一 种新型的肿瘤治疗手段，光动力疗法（Photodynamic Therapy，F1DT)被公认为第四种治疗癌 症的有效方法；光动力疗法是一种利用光化学物理反应来进行疾病诊断和治疗的新型医疗 技术，主要利用特定波长的光激发光敏物质，激发态的光敏剂与氧气或生物组织发生化学、 物理、生物等反应，从而达到诊断和治疗疾病的目的。
[0004] 竹红菌（Hypcrella bambusae)是分布于我国云南西北部、四川、西藏等地 的一种真菌，它生长在海拔3000~3500m的高寒地区的云杉、冷杉林中，或箭竹属 (Sinarundinaria)的竹子节间或近节处或竹子的幼芽梗部，是我国特有的一类天然真菌。 从竹红菌中可以提取得到两种天然光敏色素，竹红菌甲素 （Hypocrellin A，简称HA)和竹 红菌乙素 （Hypocrellin B，简称HB)，它们统称为竹红菌素，属于3,10-二羟基-4,9-茈醌 衍生物。竹红菌素为脂溶性药物，水溶性差，无法通过直接静脉注射的方式给药，因此，无法 在血液中的自由传输，限制了其在光动力疗法中的应用。但是，竹红菌素的活性氧物质产量 高、在人体内代谢较快（24小时内）、暗毒性较低、不易聚集，而且它的原料易得易纯化、它 的结构易进行定点化学修饰，因此，竹红菌素在光动力治疗领域有巨大的应用前景。
[0005] 近年来，运用多种肿瘤治疗方法或药物协同治疗肿瘤，使其优势互补，多种疗法 "协同作战"、联合使用战胜肿瘤成为肿瘤治疗的主流方法。
[0006] 硝酸镓，是一种含镓金属类化疗药物，它对多种肿瘤细胞的增殖有抑制作用。镓离 子与铁离子有许多相似之处，能够模仿Fe3+进入肿瘤细胞，但是Ga 3+在生理环境下不能像 Fe3+-样被还原成+2价，一方面，Ga3+不能与连接二价金属的输送氧气的蛋白质作用；另一 方面，Ga3+与连接三价金属的蛋白质作用，因此会破坏细胞的动态平衡，干扰了细胞的增殖 过程。同时，Ga3+也不能参与到与生命活动相关的还原过程中，干扰了细胞的生命活动，导 致细胞凋亡。
[0007] 硝酸镓与传统化疗药物没有交叉耐药性，不会引起骨髓抑制，同时能够降低血钙 浓度，但是金属盐在体内的水解作用影响了硝酸镓的活性。研宄发现，用合适的配体与镓离 子形成配合物能够解决金属盐的水解问题，目前已有多种镓离子配合物被合成出来并显示 出更加优越的肿瘤抑制活性。有研宄指出，镓离子还能够与其他抗肿瘤药物协同作用。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服竹红菌素水溶性差的缺点，开发一种水溶性镓-竹红菌素 链状高分子配合物，该配合物不仅可以有效改善竹红菌素水溶性，在保留竹红菌素光疗抗 肿瘤活性的同时，具有镓的化疗抗肿瘤活性，即本发明将提供一种水溶性镓-竹红菌素链 状高分子配合物。
[0009] 其次，本发明的目的还在于提供所述配合物的制备方法及所述配合物在制备光 疗-化疗协同治疗肿瘤药物中的应用。
[0010] 为实现上述方法目的，本发明的技术方案是：
[0011] -种镓-竹红菌素链状高分子配合物，是由Ga3+与竹红菌素按摩尔比I : 1形成 的链状高分子配合物，具有下式所示结构
[0012]
[0013]
[0014]
[0015] X 为 Cl^gNO3-;
[0016] η = 1 ~10〇
[0017] 所述的镓-竹红菌素链状高分子配合物采用以下方法制备，以乙醇为溶剂，按照 1 : 1摩尔比混合竹红菌素及硝酸镓或三氯化镓的乙醇溶液，所述竹红菌素乙醇溶液和硝 酸镓或三氯化镓乙醇溶液均经过充分超声波分散处理（使其以单体分子状态存在）；在无 水无氧氛围中，将上述混合液搅拌24h以上，旋转蒸发除去乙醇，产物真空干燥，制得所述 的镓-竹红菌甲素链状高分子配合物，整个反应均在室温下进行，全程避光。
[0018] 本发明中所涉及的竹红菌素包括竹红菌甲素及竹红菌乙素。
[0019] 竹红菌素含有酚羟基和醌羰基结构，易与金属离子Ga3+形成稳定的配合物，所述 的配合物能有效提高竹红菌素母体的水溶性和稳定性。同时，竹红菌素与金属离子配位还 能利用金属离子的特性，从而得到具有协同作用的高分子配位聚合物。镓元素是继铂元素 之后第二种应用于金属化疗药物的元素，本发明利用金属Ga3+离子与竹红菌素形成稳定的 高分子配位聚合物，不仅能够提高竹红菌素的水溶性，而且在一个简单的体系中获得光疗 与化疗的协同作用效果，进一步提高抗肿瘤活性。
[0020] 上述镓-竹红菌甲素配合物，具有良好的水溶性，是一种适合静脉注射水溶性高 分子链状聚合物。
[0021] 本发明还涉及所述的镓-竹红菌素链状高分子配合物在制备光疗-化疗协同治疗 肿瘤药物中的应用。
[0022] 同样，本发明所述的镓-竹红菌素链状高分子配合物在光敏治疗领域中的应用所 涉及的竹红菌素包括竹红菌甲素及竹红菌乙素。
[0023] 有益效果：基于竹红菌素含有酚羟基和醌羰基结构，本发明利用金属Ga3+离子与 竹红菌素形成稳定的高分子配位聚合物，制备得到一种水溶性镓-竹红菌素链状高分子配 合物，该配合物不仅可以有效改善竹红菌素水溶性，在保留竹红菌素光疗抗肿瘤活性的同 时，具有镓的化疗抗肿瘤活性，获得光疗与化疗的协同作用效果，进一步提高抗肿瘤活性。 根据本发明的镓-竹红菌素链状高分子配合物及其制备方法具有如下的优点：
[0024] 1.反应体系温和，制备方法简单，易于产业化。
[0025] 2.所述的镓-竹红菌素配合物具有高分子链状结构，水溶性好，光稳定性佳。
[0026] 3.所述的镓-竹红菌素配合物具有光疗-化疗协同治疗肿瘤的活性。
[0027] 下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施 方式为限，而是由权利要求加以限定。
【附图说明】
[0028] 图1摩尔比法确定镓-竹红菌甲素链状高分子配合物的配位比：图中，（A)Ga3+的 加入对HA水溶液的紫外-可见吸收光谱的影响；[Ga3+/HA] : 0 : 1、0. 3 : 1、0. 6 : 1、 0.9 : 1、1.2 : 1、1.5 : 1、1.8 : 1、2. I : 1;箭头指向吸收峰变化方向；(B)紫外-可见吸 收光谱获得的镓-竹红菌甲素链状高分子配合物的摩尔比曲线；(C) Ga3+的加入对HA水溶 液的荧光发射光谱的影响；[Ga3+/HA] : 0 : 1、0.3 : 1、0.6 : 1、0.9 : 1、L2 : 1、L5 : 1、 1.8 : 1、2.1 : 1;箭头指向吸收峰变化方向；(D)荧光发射光谱获得的镓-竹红菌甲素链 状高分子配合物的摩尔比曲线；
[0029] 图2 HA和镓-竹红菌甲素链状高分子配合物的FTIR图谱（A);
[0030] 图3镓-竹红菌甲素链状高分子配合物的质谱图。
[0031] 图4竹红菌甲素及镓-竹红菌甲素链状高分子配合物光稳定性比较：㈧HA吸收 光谱随光照时间的变化（光照时间：l、4、9、14min) ;(B)镓-竹红菌甲素链状高分子配合物 吸收光谱随光照时间的变化（光照时间：l、4、9、14min) ;(C)HA和镓-竹红菌甲素链状高分 子配合物的光漂白时间曲线；
[0032] 图5硝酸镓、竹红菌甲素及镓-竹红菌甲素链状高分子配合物杀灭肿瘤细胞能力 比较图（*P < 〇. 〇5Ga(NO)3处理的细胞vs.对照组；< 0.0 OlGa 3+-HA或HA及光照处 理的细胞vs.对照组；对照组：细胞光