ИТТЕРБИЕВЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПОРФИРИНОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ

Рассмотрены области применения солей иттербия и иттербиевых комплексов с порфиринами в качестве лечебных и диагностических средств. Приведен синтез 2,4-диметоксигематопорфирина IX, исходя из гемина крови. Получена дикалиевая соль Yb-комплекса этого порфирина, исследованная в качестве перспективного нефототоксичного маркера для люминесцентной диагностики новообразований. Изучены основные фотофизические характеристики данного Yb-комплекса (электронные спектры поглощения, время жизни и интенсивность люминесценции, относительный квантовый выход 4f-люминесценции). Показано влияние колебаний OH-осцилляторов на тушение люминесценции иона Yb3+ в его комплексах с порфиринами, при этом максимальная интенсивность люминесценции наблюдается в растворе 100%-го ДМСО. С целью применения Yb-комплексов для дифференциальной диагностики патологических изменений кожи и слизистых оболочек создана фармацевтическая композиция на основе различных гелей. На основании этого впоследствии выявлено, что при люминесценции в ближнем ИК-диапазоне (900-1100 нм) достигаются высокие значения диагностического контрастного индекса измененная/здоровая ткань (3÷15). Время накопления фармацевтических композиций в различных новообразованиях составляет менее 1 часа. Предложенные фармацевтические композиции позволяют обнаруживать поврежденные участки тканей, не выявляемые визуально, и проводить контроль за лечением воспалительных заболеваний кожи и слизистых оболочек.

ттербий, порфирины, иттербиевые комплексы, фотосенсибилизаторы, люминесцентная диагностика, фармацевтические композиции

1. Ivanov A.V., Rumyantseva V.D., Shilov I.P., Markushev V.M., Panas A.I., Ryabov A.S., Mironov A.F., Terentyuk G.S., Ruehm A., Baryshnikov A.Yu., Shchamkhalov K.S. Low toxic ytterbium complexes of 2,4-dimethoxyhematoporphyrin IX for luminescence diagnostics of tumors // Photon Lasers Med. 2013. V. 2. № 3. P. 175-187.

2. Gaiduk M.I., Grigoryants V.V., Mironov A.F., Rumyantseva V.D., Chissov V.I., Sukhin G.M. Fiberlaser IR luminescence diagnostics of malignant tumors using rare-earth porphyrins // J. Photochem. Photobiol. B.: Biology. 1990. V. 7. P. 15-20.

3. Zeng Z., Wu J., Deng R. Pharmacological activity of rare earth compounds // Chemistry. 1986. № 11. P. 28-31 (кит.).

4. Hou A.-X., Xue Z., Liu Y., Qu S.-S., Wong W.-K. Antibacterial effects of a monoporphyrinato ytterbium(III) complex and its free components on Staphylococcus aureus as determined by stop-flow microcalorimetry // Chem. Biodiv. 2007. V. 4. P. 1492-1500.

5. Hou A.-X., Xue Z., Liu Y., Qu S.-S., Wong W.-K. Microcalorimetric and spectroscopic investigation of the antibacterial properties of cationic ytterbium(III)-porphyrin complexes lacking charged peripheral groups // Chem. Biodiv. 2007. V. 4. P. 2889-2899.

6. Schomaecker K., Gaidouk M.I., Rumyantseva V.D., Fischer T., Loehr H., Salditt S., Liebenhoff S., Schicha H. Synthese tumoraffiner Yb-169 und Y-90-Porphyrin-Komplexe und tiereexperimentelle Untersuchung verschiedener Yb-169-Porphyrins // Nuklearmedizin. 1999. Bd. 38. S. 285-291.

7. Banfi S., Caruso E., Buccafurni L., Murano R., Monti E., Gariboldi M., Papa E., Gramatica P. Comparison between 5,10,15,20-tetraaryl- and 5,15-diarylporphyrins as photosensitizers: Synthesis, photodynamic activity and quantitative structure - activity relationship modeling // J. Med. Chem. 2006. V. 49. P. 3293-3304.

8. Kwong W.-L., Sun R.W-Y., Lok C.-N., Siu F.-M., Wong S.-Y., Low K.-H., Che C.-M. An ytterbium(III) poprhyrin induces endoplasmic reticulum stress and apoptosis in cancer cells: cytotoxicity and transcriptomics studies // Chem. Sci. 2013. V. 4. P. 747-754.

9. Шилов И.П., Иванов А.В., Румянцева В.Д., Миронов А.Ф. Люминесцентная диагностика визуально и эндоскопически доступных опухолей на основе нефрототоксичных иттербиевых комплексов порфиринов / В кн.: Фундаментальные науки - медицине. Биофизические медицинские технологии. В 2-х томах / Под ред. А.И. Григорьева и Ю.А. Владимирова. М.: МАКС Пресс, 2015. Т. 2. С. 110-144.

10. Миронов А.Ф. Комплексы порфиринов с лантанидами // Успехи химии. 2013. Т. 82. № 4. С. 333-351.

11. Сташевский А.С., Кнюкшто В.Н., Иванов А.В., Румянцева В.Д., Шилов И.П., Галиевский В.А., Джагаров Б.М. Люминесцентные свойства Yb(асас)-диметоксигематопорфирина IX - перспективного соединения для диагностики злокачественных опухолей // Тез. докл. Междунар. конф. «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем». 17.06-20.06.2014. Беларусь, Минск. Часть 1. 2014. С. 128-130.

12. Сташевский А.С., Кнюкшто В.Н., Иванов А.В., Румянцева В.Д., Шилов И.П., Галиевский В.А., Джагаров Б.М. Флуоресцентные свойства Yb(а-сас)-диметоксигематопорфирина IX - перспективного соединения для диагностики злокачественных опухолей // Журн. прикл. спектроскопии. 2014. Т. 81. № 6. С. 850-855 (Eng. DOI: 10.1007/s10812-015-0032-0).

13. Алексеев Ю.В., Румянцева В.Д., Шилов И.П., Иванов А.В., Шумилова Н.М., Миславский О.В. Перспективы применения иттербиевых комплексов порфиринов в клинической практике // Лазерная медицина. 2016. Т. 20. № 2. С. 20-25.

14. Gorshkova A.S., Gorbachev S.V., Kopylova E.V., Rumyantseva V.D., Mozhchil R.N., Ionov A.M. Microwave synthesis and electron structure of lanthanide tetraarylporphyrin complexes / In: Chem. Biochem. Technol.: Materials, Processing, and Reability. Ch. 10 (S.D. Varfolomeev Ed.). Toronto: Apple Academic Press, 2014. P. 130-152.

15. Михайлов Г.Д., Зубцов В.А, Самсонова Т.И., Нижник А.Н., Миронов А.Ф. Способ получения раствора бромистого водорода в уксусной кислоте : А.с. СССР № 1368261. БИ № 3. 23.01.88.

16. Румянцева В.Д., Горшкова А.С., Миронов А.Ф. Иттербий и его комплексы с порфиринами // Вестник МИТХТ. 2014. Т. 9. № 1. С. 3-17.

17. Wong C.-P., Venteicher R.F., Horrocks W. De W. Jr. Lanthanide poprhyrin complexes. A potential new class of nuclear magnetic resonance dipolar probe // J. Am. Chem. Soc. 1974. V. 96. № 22. P. 7149-7150.

18. Румянцева В.Д., Щамхалов К.С., Шилов И.П., Кочмарев Л.Ю., Маркушев В.М., Кузьмина З.В., Полянская Н.И., Рябов А.С., Иванов А.В. Флуоресцентная диагностика злокачественных новообразований в экспериментах на животных с использованием субстанций на основе иттербиевых металлокомплексов порфиринов // Мед. физика. 2011. № 2. С. 67-73.