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CN116478196A - 氟硼类化合物及其制备方法、应用、线粒体靶向型光敏剂 - Google Patents

氟硼类化合物及其制备方法、应用、线粒体靶向型光敏剂 Download PDF

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CN116478196A
CN116478196A CN202310456212.XA CN202310456212A CN116478196A CN 116478196 A CN116478196 A CN 116478196A CN 202310456212 A CN202310456212 A CN 202310456212A CN 116478196 A CN116478196 A CN 116478196A
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Nanjing Tech University
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Abstract

本发明提供一种氟硼类化合物及其制备方法，以二(苯并[d]噻唑‑2‑基)甲烷、三氟化硼乙醚、三乙胺、三氯氧磷为原料获得新型的氟硼类化合物SBDP，该氟硼类化合物含有阳离子基团。本发明还提供一种线粒体靶向型光敏剂及其制备方法，利用DSPE‑PEG2000对其进行包裹，在水溶液中制备得到粒径均一的纳米颗粒，该纳米颗粒被肿瘤细胞摄取后，氟硼类化合物SBDP靶向于肿瘤细胞线粒体，并在白光照条件下，氟硼类化合物SBDP产生的活性氧物种对线粒体产生氧化损伤，从而杀伤肿瘤细胞。

Description

氟硼类化合物及其制备方法、应用、线粒体靶向型光敏剂
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，具体而言涉及一种氟硼类化合物及其制备方法、应用、线粒体靶向型光敏剂。
背景技术
癌症是威胁人类生命健康的一大杀手，寻找有效的癌症治疗手段始终是全球科研工作者研究的重点。目前，手术、化疗和放疗是癌症治疗的主要手段，但这些传统治疗方式普遍存在着众多局限性，如效率低和术后创伤较大等。光疗作为一种新兴的肿瘤治疗方式，因其选择性强、副作用小、精准度高，在基础研究和临床医疗领域呈现出广阔前景。
光疗分为光动力治疗(PDT)和光热治疗(PTT)两大类。光动力治疗主要依靠光敏剂在可见光或近红外光辐照下产生活性氧物种(ROS)诱导肿瘤细胞凋亡并清除肿瘤细胞。光敏剂吸收光子后从基态(S0)跃迁到单线态(S1)，借助系间窜越(ISC)作用转换为三线态(T1)后，通过I型或II型两种途径与生物底物产生光化学反应，产生ROS杀死肿瘤细胞。在I型PDT中主要发生物质间电子转移过程，处于T1态的光敏剂将电子转移到细胞中生物底物，使生物底物形成自由基，这些自由基可再与水、O2相互作用产生羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2 -·)，杀死肿瘤细胞。在II型PDT中则是能量传递模式，处于T1态的光敏剂直接将能量传递给周围的O2，转化为具有细胞毒性的单线态氧(1O2)，杀死肿瘤细胞。
光敏剂是光动力治疗中最重要的部分，有机小分子光敏剂因分子结构确定、光物理性质易调节等优点，受到了越来越多关注。基于氟硼二吡咯(BODIPY)结构的光敏剂因具有光毒性较高、荧光量子产率高、光学稳定性好等优点，成为了肿瘤光治疗领域的热点材料。然而，在实际应用中，BODIPY类光敏剂的使用往往受制于水溶性差、无靶向性等缺点。
因此，在保留传统BODIPY类光敏剂优点的基础上，开发出新型氟硼类光敏剂，提升光敏剂水溶性、光稳定性，尤其是实现肿瘤靶向治疗，对肿瘤光动力治疗具有十分重要的实际应用价值。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型靶向线粒体的氟硼类化合物SBDP，并将其应用于抗肿瘤光敏剂，具有分子量小、溶解性优异等优点，且其分子中含有吲哚盐基团，使得氟硼类化合物能够穿过线粒体的脂质双分子层并定位于线粒体中，克服BODIPY类光敏剂使用过程中水溶性差、无靶向性的缺点。
根据本发明目的的第一方面，提供一种氟硼类化合物，该化合物记为SBDP，结构式如式Ⅰ所示；
根据本发明目的的第二方面，提供一种前述氟硼类化合物的制备方法，包括以下步骤：
二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷在甲苯介质中，在三氟化硼乙醚、三乙胺作为添加剂的条件下，获得第一中间体；
第一中间体在1,2-二氯乙烷的介质中，以三氯氧磷，N,N-二甲基甲酰胺为添加剂，通过Vilsmeier-Haack反应，生成第二中间体；
1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚在乙腈的介质中，以碘乙烷为添加剂，生成第三中间体；
第二中间体和第三中间体在甲苯、正丁醇的介质中，合成氟硼类化合物SBDP。
在可选的实施方式中，合成第一中间体时，二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷、三乙胺、三氟化硼乙醚的摩尔比例为1:(2-5):(5-10)。
在可选的实施方式中，合成第一中间体的反应条件如下：
在80-110℃的温度下反应10-20小时，反应结束后去除溶剂，并洗涤抽滤，得到第一中间体。
在可选的实施方式中，合成第二中间体时，第一中间体、N,N-二甲基甲酰胺、三氯氧磷摩尔比为1:(2-5):(4-10)。
在可选的实施方式中，合成第二中间体的反应条件如下：
室温搅拌10-30min后，在80-100℃的温度下反应3-10小时；反应结束后才采用二氯甲烷萃取，并减压除去溶剂，得到第二中间体。
在可选的实施方式中，合成第三中间体时，1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚、碘乙烷的摩尔比为1:(10-15)；
反应条件为：在60-80℃的温度下反应12-48小时，反应结束后采用二氯甲烷萃取，并减压除去溶剂，得到即第三中间体。
在可选的实施方式中，第二中间体和第三中间体在甲苯、正丁醇的介质中合成氟硼类化合物时，第二中间体和第三中间体之间的摩尔比为1:(1-1.5)，甲苯、正丁醇的体积比例为3:(7-10)，反应温度为100-135℃，反应时间为12-48小时，柱层析得到粉红色固体SBDP。
根据本发明目的的第三方面，提供一种前述氟硼类化合物在制备抗肿瘤光敏剂中的应用。
根据本发明目的的第四方面，提供一种线粒体靶向型光敏剂的制备方法，将前述氟硼类化合物溶解在四氢呋喃中，在超声条件下加入装有DSPE-PEG2000的超纯水中，搅拌反应完成后去除四氢呋喃，并过滤，得到粉色澄清的SBDP纳米颗粒溶液，即线粒体靶向型光敏剂。
在可选的实施方式中，SBDP和DSPE-PEG2000的质量比为1:(10-20)，室温搅拌24-48小时。
根据本发明目的的第五方面，提供一种采用前述方法制备的线粒体靶向型光敏剂。
与现有技术相比，本发明的显著有益效果在于：
本发明的氟硼类化合物SBDP含有阳离子基团，其易结合细胞内带负电的线粒体膜，从而可以靶向于细胞线粒体；利用DSPE-PEG2000对其进行包裹，在水溶液中制备得到粒径均一的纳米颗粒，该纳米颗粒在水溶液中具有高稳定性和良好的生物相容性。纳米颗粒被肿瘤细胞摄取后，氟硼类化合物SBDP靶向于肿瘤细胞线粒体，使其定位于线粒体，并在白光照条件下，在肿瘤细胞内产生大量ROS，对线粒体产生氧化损伤，从而杀伤肿瘤细胞。
本发明的氟硼类化合物SBDP化学结构明确，合成工艺简单，易于纯化，产率较高；并且本发明的新型光敏剂具有良好的光物理性能，在二氯甲烷溶液中紫外吸收光谱最大吸收波长达616nm，最大发射峰为603nm。同时，本发明的新型光敏剂具有分子量小、溶解性优异等优点，在生物成像、荧光标记和光动力治疗等方面有着巨大的应用前景。
附图说明
图1为本发明的氟硼类化合物SBDP的合成线路图。
图2为本发明的示例中化合物SBDP的1H-NMR谱图。
图3为本发明示例中化合物SBDP的13C-NMR谱图。
图4为本发明示例中化合物SBDP的质谱图。
图5为本发明示例中化合物SBDP纳米颗粒的动态光散射粒径分布测试图。
图6为本发明示例中化合物SBDP纳米颗粒溶解在不同溶剂中的尺寸随时间的变化。
图7为本发明示例中化合物SBDP在二氯甲烷溶剂中的紫外吸收光谱图。
图8为本发明示例中化合物SBDP在二氯甲烷溶剂中的荧光发射光谱图。
图9为本发明示例中SBDP纳米颗粒与羟基苯基荧光素混合后，白光照射条件下，羟基苯基荧光素吸收强度变化图。
图10为本发明示例中在光照或黑暗条件下，不同浓度的SBDP纳米颗粒与小鼠乳腺癌细胞(4T1)孵育24小时的相对存活率。
图11为本发明示例中SBDP纳米颗粒和线粒体商业染料Mito-tracker与肿瘤细胞孵育后的激光共聚焦成像图。
图12为本发明示例中不同治疗方式后，小鼠肿瘤体积与时间的相关曲线。
图13为本发明示例中不同治疗14天后，小鼠各个脏器的H&E染色图像。标尺长度：100μm。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式，可以以很多方式中任意一种来实施。
线粒体作为提供能量的细胞器，与肿瘤细胞的代谢、凋亡、活性氧增多密切相关。
因此，本发明基于氟硼二吡咯(BODIPY)结构的光敏剂因具有光毒性较高、荧光量子产率高、光学稳定性好等优点，设计了一种线粒体靶向型氟硼类光敏剂，将线粒体作为肿瘤治疗的靶点，进行选择性靶向，在光照下产生活性氧物种，促进肿瘤细胞死亡，提高肿瘤治疗效果。
作为本发明示例性的实施中的氟硼类化合物，该化合物记为SBDP，结构式如式Ⅰ所示；
在本发明另一个示例性的实施例中，提供一种前述氟硼类化合物的制备方法，以二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷、三氟化硼乙醚、三乙胺、三氯氧磷为原料，按照图1的反应路线进行反应制备。
在具体的实施例中，氟硼类化合物的制备方法包括以下步骤：
二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷在甲苯介质中，在三氟化硼乙醚、三乙胺作为添加剂的条件下，获得第一中间体；
第一中间体在1,2-二氯乙烷的介质中，以三氯氧磷，N,N-二甲基甲酰胺为添加剂，通过Vilsmeier-Haack反应，生成第二中间体；
1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚在乙腈的介质中，以碘乙烷为添加剂，生成第三中间体；
第二中间体和第三中间体在甲苯、正丁醇的介质中，合成氟硼类化合物SBDP。
在可选的实施方式中，第一中间体的制备方法如下：
将二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷和三乙胺在氮气氛围中充分溶解在无水干燥甲苯中，得到第一混合溶液，向第一混合溶液中缓慢滴加三氟化硼乙醚后，搅拌加热升温后反应，反应结束后去除溶剂，并洗涤抽滤，得到第一中间体。
在可选的实施方式中，二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷、三乙胺、三氟化硼乙醚的摩尔比例为1:(2-5):(5-10)。
在可选的实施方式中，搅拌加热升温至80-110℃，反应10-20小时，后，减压蒸馏除去溶剂，甲醇充分洗涤，抽滤，得到亮黄色固体化合物1，即第一中间体。
在可选的实施方式中，第二中间体的制备方法如下：
在氮气氛围，冰水浴条件下，将第一中间体和N,N-二甲基甲酰胺加入1,2-二氯乙烷中，得到第二混合溶液，向第二混合溶液中缓慢滴加三氯氧磷后，继续在冰水浴中搅拌，再在室温下搅拌，之后升温后反应，反应结束后，反应液冷却至室温，调节pH值，用饱和氯化钠溶液和二氯甲烷萃取，除去有机溶剂，柱层析提纯，得到第二中间体。
在可选的实施方式中，第一中间体、N,N-二甲基甲酰胺、三氯氧磷摩尔比为1:(2-5):(4-10)。
在可选的实施方式中，向第二混合溶液中缓慢滴加三氯氧磷后，继续在冰水浴中搅拌15min，室温搅拌10-30min后，升温至80-100℃反应3-10小时。反应液冷却至室温，倒入饱和K2CO3溶液，调节pH值至7.0，用饱和氯化钠溶液和二氯甲烷萃取，减压蒸馏除去有机溶剂，柱层析(乙酸乙酯:石油醚＝1:4)提纯得到黄色固体化合物2，即第二中间体。
在可选的实施方式中，第三中间体的制备方法如下：
将1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚和碘乙烷加入乙腈中，在氮气条件下升温至所需温度后，反应回流，反应结束后萃取，除去溶剂，得到第三中间体。
在可选的实施方式中，1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚、碘乙烷的摩尔比为1:(10-15)；
反应条件为：在60-80℃的温度下反应12-48小时，反应结束后采用二氯甲烷萃取，并减压除去溶剂，得到灰色固体粉末3，即第三中间体。
在可选的实施方式中，步骤S3的具体过程如下：
将第二中间体和第三中间体加入甲苯和正丁醇的混合溶剂中，得到第三混合溶液，第三混合溶液升温回流，分离产生的水，直至反应完全，冷却至室温，去除有机溶剂，得到粗产品，粗产品进行柱层析提纯、洗涤后得到氟硼类化合物SBDP。
在可选的实施方式中，第二中间体和第三中间体在甲苯、正丁醇的介质中合成氟硼类化合物时，第二中间体和第三中间体之间的摩尔比为1:(1-1.5)，甲苯、正丁醇的体积比例为3:(7-10)，反应温度为100-135℃，反应时间为12-48小时，柱层析得到粉红色固体SBDP。
在本发明另一个示例性的实施例中，还提供一种前述氟硼类化合物在制备抗肿瘤光敏剂中的应用。
在本发明另一个示例性的实施例中，还提供一种线粒体靶向型光敏剂的制备方法，将前述氟硼类化合物溶解在四氢呋喃中，在超声条件下加入装有DSPE-PEG2000的超纯水中，搅拌反应，当DSPE-PEG2000对氟硼类化合物进行包裹后，能够在水溶液中形成粒径均一的纳米颗粒，反应完成后去除四氢呋喃，并过滤，得到粉色澄清的SBDP纳米颗粒溶液，即线粒体靶向型光敏剂。
在可选的实施方式中，SBDP和DSPE-PEG2000的质量比为1:(10-20)，室温搅拌24-48小时。
在本发明另一个示例性的实施例中，还提供一种采用前述方法制备的线粒体靶向型光敏剂，该光敏剂被肿瘤细胞摄取后，可定位于线粒体，并在白光照射下，在肿瘤细胞内产生大量ROS，并杀伤肿瘤细胞。
在可选的实施方式中，线粒体靶向型光敏剂的颗粒尺寸为73±6.5nm。
本发明的线粒体靶向型光敏剂，制备方法简单，使用效果好，尤其有利于线粒体靶向型光诊疗体系的构筑及应用，精确作用于肿瘤线粒体，实现肿瘤高效治疗，具有很强的实用性和广泛的适用性。
下面将结合具体的示例和试验，对前述化合物和光敏剂的制备及其效果进行示例性试验和对比。当然本发明的实施例并不以此为限。
下述实施例中所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施方式中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
[第一中间体的合成]
在干燥的250mL双颈瓶中加入化合物二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷(1.13g,4mmol)，三乙胺(1.0mL,14mmol)，无水干燥甲苯(50mL)，在氮气氛围下充分搅拌至化合物完全溶解后，缓慢滴加三氟化硼-乙醚络合物(1.7mL,20mmol)，混合溶液搅拌加热升温至80℃，反应16小时后，减压蒸馏除去溶剂。甲醇充分洗涤，抽滤，得到亮黄色固体化合物1(0.93g,71.2％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)＝8.06(d,J＝8.0Hz,2H),7.60(d,J＝8.0Hz,2H),7.49(t,J＝8.0Hz,2H),7.28(t,J＝8.0Hz,2H),6.06(s,1H).
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)＝161.01,142.66,127.03,126.63,123.82,121.24,116.68,81.24.；其学结构式如式Ⅱ所示：
[第二中间体的合成]
氮气氛围，冰水浴条件下，在250mL的两颈瓶中加入化合物1(1.32g,4mmol)，N,N-二甲基甲酰胺(DMF,1.7mL,19.5mmol)，1,2-二氯乙烷(70mL)，缓慢滴加三氯氧磷(POCl3,1.5mL,16.0mmol)，继续在冰水浴中搅拌15分钟，室温搅拌10分钟后，升温至80℃反应3小时。反应液冷却至室温，倒入饱和K2CO3溶液，调节pH值至7.0，用饱和氯化钠溶液和二氯甲烷(3×100mL)萃取，减压蒸馏除去有机溶剂，柱层析(乙酸乙酯:石油醚＝1:4)提纯得到黄色固体化合物2(1.03g,72.1％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)＝10.01(s,1H),8.22(s,2H),7.87(d,J＝8.0Hz,2H),7.61(t,J＝4.0Hz,2H),7.47(d,J＝12.0Hz,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)＝180.24,128.04,127.77,125.98,125.53,122.13,121.77,118.20,117.88.
其化学结构式如式Ⅲ所示：
[第三中间体的合成]
将1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚(2.09g,10mmol)，碘乙烷(7.80g,50mmol)，乙腈(50mL)加入到100mL干燥的两颈瓶中，在N2条件下升温至85℃，反应回流16小时。反应结束后采用二氯甲烷萃取，并减压除去溶剂，得到灰色固体粉末化合物3。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)＝8.10(m,3H),7.85(d,J＝8.0Hz,1H),7.73(m,2H),4.90(m,2H),1.87(m,6H),1.69(m,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)＝195.46,138.44,137.36,134.25,131.94,129.67,128.67,127.36,123.05,112.69,55.62,45.88,22.31,17.35,14.00。其结构式如式Ⅳ所示：
[式(I)化合物的合成]
在氮气氛围下，将化合物2(0.36g,1mmol)，化合物3(0.37g,1mmol)，甲苯：正丁醇(v/v＝3:7)混合溶剂(20mL)加入100mL双颈瓶中，混合溶液升温至135℃回流，反应使用油水分水器分离产生的水，待反应完全，冷却至室温，减压蒸馏去除有机溶剂。所得粗产品经柱层析(二氯甲烷:甲醇＝40:1)纯化，石油醚(3×10mL)洗涤，得到粉红色固体粉末SBDP(0.39g,44.1％)。
如图2所示，1H NMR(400MHz,d6-DMSO):δ(ppm)＝8.44(d,J＝8.45Hz,1H),8.38(t,J＝8.0Hz,3H),8.31(d,J＝12.0Hz,1H),8.22(t,J＝8.0Hz,3H),8.13(d,J＝8.0Hz,1H),7.83(t,J＝7.2Hz,3H),7.22(m,3H),7.07(d,J＝16.0Hz,1H),4.72(m,2H),2.10(s,6H),1.66(t,J＝7.2Hz,3H).
如图3所示，13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)＝195.03,137.96,137.29,133.83,131.70,130.22,128.82,127.99,127.80,122.91,112.40,55.98,45.82,22.74,16.63,13.73.
如图4所示，MALDI-TOF Mass(m/z):Calcd for C33H27BF2N3S2[M]+:578.431,found578.301.
其化学结构式如式Ⅰ所示：
实施例2
[线粒体靶向型光敏剂的制备]
取2mg实施例1制备的化合物SBDP溶于2mL的四氢呋喃中，在超声条件下，通过注射器注入到装有DSPE-PEG2000(10mg)的超纯水(10mL)中，搅拌36小时以去除溶液中的四氢呋喃，通过200μm滤头过滤，得到粉色澄清的SBDP纳米颗粒溶液。
如图5所示，有机纳米材料SBDP纳米颗粒的动态光散射粒径分布测试结果，其水合粒径约为73nm，该尺寸的纳米颗粒可以通过增强渗透与滞留(Enhanced permeability andretention,EPR)效应有效富集于肿瘤细胞中。
实施例3
[化合物SBDP稳定性测试]
将SBDP纳米颗粒溶于水、PBS和10％ FBS，每隔三天测定颗粒的尺寸，如图6所示，三种溶剂中的纳米颗粒在两周内的直径几乎没有发生变化，证实了SBDP纳米颗粒具有优异的尺寸稳定性，以及更好的水溶性。
实施例4
[化合物SBDP光物理性能测试]
于紫外测试的石英比色皿中加入实施例1制备的化合物SBDP二氯甲烷溶液(2.5mL)，浓度为1×10-5mol/L，测试其紫外吸收光谱，结果如图7所示。
从图7可以看出，化合物SBDP的最大紫外吸收峰波长为616nm。
于荧光测试的石英比色皿中加入化合物SBDP二氯甲烷溶液(2.5mL)，浓度为1×10-5mol/L，测试其荧光发射光谱，结果如图8所示。
从图8可以看出，化合物SBDP的最大荧光发射波长为603nm。
从上述结果可以看出，本发明制备的化合物SBDP具有良好的光物理性能。
实施例5
[SBDP纳米颗粒的光动力性能测试]
在比色皿中加入实施例2制备的SBDP纳米颗粒水溶液(0.25mM,2mL)，再滴加入40μL浓度为1mM的羟基苯基荧光素(HPF)的水溶液(HPF会与羟基自由基发生反应，导致HPF特征吸收峰降低，从而可以作为羟基自由基探针)，用白光间断照射，每次光照1分钟，并监测在HPF特征峰515nm处的荧光强度的变化，结果如图9所示。
从图9中可以看出，羟基苯基荧光素特征峰(515nm)处的发射值随着照射时间的增加而不断增加，说明SBDP纳米颗粒具有良好的羟基自由基生成能力。
实施例6
[SBDP纳米颗粒的细胞毒性实验]
将4T1细胞以每孔5.0×103个的密度分别接种在两块96细胞培养孔板中，在37℃，5％CO2，暗光环境下培养孵化24小时。
采用实施例2制备的SBDP纳米颗粒，配制不同浓度的SBDP纳米颗粒(分别为0,1,2,5,10,15,20,30,40,50μg/mL)加入孔板中共孵育12小时。孵育完成，在室温下用白光光照其中一块孔板10分钟，另一孔板避光以测试SBDP纳米颗粒的细胞暗毒性。光照完成，部孔板于暗光条件下继续培养12小时后，每孔加入20μL MTT溶液处理4小时。除去孔板培养基，加入150μL二甲基亚砜(DMSO)溶解蓝紫色甲臢结晶，用酶标仪读取490nm处吸光度数据，计算不同浓度光敏剂下4T1细胞存活率。细胞存活率的计算公式为：治疗组吸光度平均值/对照组吸光度平均值×100％。经计算，SBDP纳米颗粒半抑制浓度(IC50)为44μg/mL。结果如图10所示。
从图10可以看出，细胞存活率存在反浓度依赖性，给药浓度越大细胞存活率越低，IC50值约为27.3μg/mL。
实施例7
[SBDP纳米颗粒细胞器定位实验]
4T1细胞接种到共聚焦皿中，培养24h，加入RPMI-1640细胞培养基稀释的1μM SBDP纳米颗粒，在细胞培养箱中37℃孵育4h，弃去培养基，磷酸盐缓冲液洗三遍，用线粒体商业染料Mito-Tracker染色，4％甲醛固定后，在共聚焦显微镜下观察拍照。由于光敏剂呈现红色荧光，MitoTracker Green呈现绿色荧光，借助激光共聚焦显微镜观察红色荧光和绿色荧光的重合程度(黄色荧光)判断光敏剂是否被肿瘤细胞摄入后定位于线粒体。图11为光敏剂定位于线粒体的共聚焦照片。
从图11可以看出，SBDP光敏剂靶向定位于线粒体。
实施例8
[SBDP纳米颗粒肿瘤治疗实验]
选择将4T1肿瘤细胞注入腋下的Balb/c小鼠作为肿瘤模型，16只裸鼠随机分为4组。
当肿瘤体积约为100mm3时，第1组(生理盐水)，通过尾静脉注射生理盐水；第2组(生理盐水+光照)，小鼠通过尾静脉注射生理盐水；第3组(SBDP纳米颗粒溶液)，小鼠通过尾静脉注射SBDP纳米颗粒溶液(制备方法同SBDP纳米颗粒的制备，100μg/mL，100μL)；第4组(SBDP纳米颗粒溶液+光照)：小鼠通过尾静脉注射SBDP纳米颗粒溶液(100μg/mL，100μL)。注射12小时后，第3、4组小鼠的肿瘤分别通过白光(20mW/cm2)照射10分钟，第1、2组不进行光照。
上述过程重复了14天，每2天测量一次肿瘤大小，结果如图12所示。
从图12可以看出，第1组和第2组中，小鼠肿瘤体积随着时间的推移而增大，而第4组给予治疗并光照后，小鼠肿瘤体积增长缓慢。第3组中的小鼠未经光照，其肿瘤体积的增长趋势与对照组(第1组和第2组)相似，这充分说明SBDP纳米颗粒具有优异的光动力治疗效果。
实施例9
在治疗14天后解剖小鼠的各组肿瘤和主要器官，用苏木精伊红(H&E)对肿瘤切片和主要器官进行病理染色，结果如图13所示。
从图13可以看出，所有组主要器官的H&E染色几乎没有死细胞，进一步证实了纳米颗粒对健康组织的生物相容性。
由上可知，本发明成功制备了氟硼类化合物SBDP，并且所得的线粒体靶向型光敏剂能够主动靶向线粒体，并在白光照射下，氟硼类化合物SBDP产生的活性氧物种对线粒体产生氧化损伤，从而杀伤肿瘤细胞，使用效果好，尤其有利于线粒体靶向型光诊疗体系的构筑及应用，精确作用于肿瘤线粒体，实现肿瘤高效治疗，具有很强的实用性和广泛的适用性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种氟硼类化合物，该化合物记为SBDP，结构式如式Ⅰ所示；
2.一种权利要求1所述的氟硼类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷在甲苯介质中，在三氟化硼乙醚、三乙胺作为添加剂的条件下，获得第一中间体；
第一中间体在1,2-二氯乙烷的介质中，以三氯氧磷，N,N-二甲基甲酰胺为添加剂，通过Vilsmeier-Haack反应，生成第二中间体；
1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚在乙腈的介质中，以碘乙烷为添加剂，生成第三中间体；
第二中间体和第三中间体在甲苯、正丁醇的介质中，合成氟硼类化合物SBDP。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，合成第一中间体时，二(苯并[d]噻唑-2-基)甲烷、三乙胺、三氟化硼乙醚的摩尔比例为1:(2-5):(5-10)。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，合成第一中间体的反应条件如下：
在80-110℃的温度下反应10-20小时，反应结束后去除溶剂，并洗涤抽滤，得到第一中间体。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，合成第二中间体时，第一中间体、N,N-二甲基甲酰胺、三氯氧磷的摩尔比为1:(2-5):(4-10)。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，合成第二中间体的反应条件如下：
室温搅拌10-30min后，在80-100℃的温度下反应3-10小时；反应结束后，采用二氯甲烷萃取，并减压除去溶剂，得到第二中间体。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，合成第三中间体时，1,1,2-三甲基-1H-苯并[e]吲哚、碘乙烷的摩尔比为1:(10-15)；
反应条件为：在60-80℃的温度下反应12-48小时，反应结束后采用二氯甲烷萃取，并减压除去溶剂，得到即第三中间体。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，第二中间体和第三中间体在甲苯、正丁醇的介质中合成氟硼类化合物时，第二中间体和第三中间体之间的摩尔比为1:(1-1.5)，甲苯、正丁醇的体积比例为3:(7-10)，反应温度为100-135℃，反应时间为12-48小时，柱层析得到粉红色固体SBDP。
9.一种权利要求1所述的氟硼类化合物在制备抗肿瘤光敏剂中的应用。
10.一种线粒体靶向型光敏剂的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述的氟硼类化合物溶解在四氢呋喃中，在超声条件下加入装有DSPE-PEG2000的超纯水中，搅拌反应完成后去除四氢呋喃，并过滤，得到粉色澄清的SBDP纳米颗粒溶液，即线粒体靶向型光敏剂。
11.根据权利要求10所述的线粒体靶向型光敏剂的制备方法，其特征在于，SBDP和DSPE-PEG2000的质量比为1:(10-20)，室温搅拌24-48小时。
12.一种采用权利要求10-11中任意一项所述的方法制备的线粒体靶向型光敏剂。
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