Смирнов Александр Сергеевич - аспирант кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Alexander S. Smirnov - Postgraduate Student, N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medical and Organic Chemistry.
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Грин Михаил Александрович - доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского, Scopus Author ID 6603356480.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Mikhail A. Grin - Dr. of Sci. (Chemistry), Professor, Head of the N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medical and Organic Chemistry, Scopus Author ID 6603356480
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Миронов Андрей Федорович - доктор химических наук, профессор, кафедра химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Andrey F. Mironov - Dr. of Sci. (Chemistry), Professor, N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medical and Organic Chemistry, Scopus Author ID 55968884300.
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Objectives. Chlorin and bacteriochlorin photosensitizers are effective agents for cancer photodynamic therapy and fluorescence imaging. They are also excellent chelators forming stable metal complexes. Besides, 64Cu and 109Pd isotopes can serve as emitters for nuclear medicine. Chelation of these metals with cyclen conjugates with chlorin and bacteriochlorin photosensitizers can become a simple and universal strategy for the synthesis of diagnostic and therapeutic radiopharmaceuticals for nuclear medicine. This article reports on the synthesis of similar Cu and Pd complexes of cyclen conjugates with pheophorbide and bacteriopheophorbide and the study of their photophysical properties.
Methods. Metalation of cyclen conjugates was carried out with palladium and copper acetates. For bacteriochlorins, 6-O-palmitoyl-L-ascorbic acid was additionally used as a reducing agent. MALDI mass spectrometry, which was carried out on a time-of-flight mass spectrometer Bruker Ultraflex TPF/TOF and a Bruker Daltonics Autoflex II confirmed the structure of the compounds obtained Electronic absorption spectra were obtained on a Shimadzu 3101 spectrophotometer. Fluorescence and phosphorescence spectra were obtained on a FluoTime 300 PicoQuant spectrofluorometer.
Results. Photophysical studies of metal complexes showed that the introduction of palladium cations quenches fluorescence and increases the quantum yield of singlet oxygen generation to 0.98 for the chlorin conjugate. Besides, it decreases the quantum yield of fluorescence to 0.10 and increases the quantum yield of singlet oxygen generation to 0.72 for the bacteriochlorin conjugate. Introducing a copper cation to cyclen conjugates with pheophorbide and bacteriopheophorbide leads to photophysical characteristics quenching.
Conclusions. Due to the stability of the synthesized metal complexes in acidic media, as well as the short metalation time (5, 20, 10, and 15 minutes) it is reasonable to expect the successful development of effective imaging agents for positron emission tomography and radionuclide therapy. In addition, the residual fluorescence of bacteriochlorins makes it possible to use fluorescence diagnostics in combination with these methods.
Цели. Фотосенсибилизаторы на основе хлоринов и бактериохлоринов являются эффективными агентами для фотодинамической терапии и флуоресцентной визуализации рака. Кроме того, они представляют собой отличные хелаторы, образующие стабильные металлокомплексы, а изотопы 64Cu и 109Pd могут служить в качестве излучателей для ядерной медицины. Хелатирование таких металлов с конъюгатами циклена с хлориновыми и бактериохлориновыми фотосенсибилизаторами может стать простой и универсальной стратегией синтеза диагностических и терапевтических радиофарма-цевтических препаратов для ядерной медицины. В настоящем исследовании сообщается о синтезе подобных Cu- и Pd-комплексов конъюгатов циклена с феофорбидом и бактериофеофорбидом и исследовании их фотофизических свойств.
Методы. Металлирование конъюгатов циклена проводилось ацетатами палладия и меди, для бактериохлоринов дополнительно использовали 6-О-пальмитоил-L-аскорбиновой кислоты в качестве восстановителя. Структуру полученных соединений подтверждали с помощью MALDI-масс-спектрометрии, которую проводили на время-пролетном масс-спектрометре Bruker Ultraflex TPF/TOF и Bruker Daltonics Autoflex II. Электронные спектры поглощения регистрировали на спектрофотометре Shimadzu 3101. Спектры флуоресценции и фосфоресценции были получены на спектрофлуориметре FluoTime 300 PicoQuant.
Результаты. Фотофизические исследования металлокомплексов показали, что введение катионов палладия приводит к тушению флуоресценции и увеличению квантового выхода синглетного кислорода до 0.98 для хлоринового конъюгата, а также уменьшению квантового выхода флуоресценции до 0.10 и увеличению квантового выхода синглетного кислорода до 0.72 для бактериохлориного конъюгата. Введение катиона меди к конъюгатам циклена с феофорбидом и бактериофеофорбидом приводит к тушению фотофизических характеристик.
Заключение. Устойчивость синтезированнъх металлокомплексов в кислых средах, а также небольшое время металлирования (5, 20, 10 и 15 мин соответственно) позволяет ожидать успешное создание эффективных визуализирующих агентов для позитронно-эмиссионной томографии и радионуклидной терапии, а остаточная флуоресценция бактериохлоринов делает возможным применение флуоресцентной диагностики в комбинации с данными методами.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.