阅读说明：本技术 基于阿霉素药物的诊疗一体化荧光药物分子及其制备和应用 (Diagnosis and treatment integrated fluorescent drug molecule based on adriamycin drug and preparation and application thereof ) 是由 张晓琳 乔威威 李建军 马思阳 于 2020-11-17 设计创作，主要内容包括：基于阿霉素药物的诊疗一体化荧光药物分子及其制备和应用,属于有机化学和药物化学技术领域。本发明诊疗一体化药物分子简称CRDB是由香豆素酰肼衍生物通过酰腙键与阿霉素结合实现荧光团与药物分子的组装。具体制备方法为：将化合物溶于甲醇溶液中,向溶液中加入阿霉素后滴入三氟乙酸,常温搅拌6-8小时后,向溶液中慢速滴加正已烷,过滤取得溶液中析出的黄色固体为CRDB。本发明基于阿霉素药物的诊疗一体化荧光药物分子靶向性好、副作用小、治疗效率高,还具备纳米药物所欠缺的成本低、合成易于调控、荧光检测无辐射,药物易定量。(Diagnosis and treatment integrated fluorescent drug molecules based on an adriamycin drug, and preparation and application thereof, and belongs to the technical field of organic chemistry and pharmaceutical chemistry. The diagnosis and treatment integrated drug molecule CRDB is formed by combining coumarin hydrazide derivatives with adriamycin through acylhydrazone bonds to assemble fluorophores and drug molecules. The preparation method comprises the following steps: dissolving the compound in methanol solution, adding adriamycin into the solution, then dripping trifluoroacetic acid into the solution, stirring the solution at normal temperature for 6 to 8 hours, then slowly dripping n-hexane into the solution, and filtering the solution to obtain a yellow solid which is CRDB and is separated out from the solution. The diagnosis and treatment integrated fluorescent drug based on the adriamycin drug has the advantages of good molecular targeting property, small side effect, high treatment efficiency, low cost, easy synthesis regulation and control, no radiation in fluorescent detection and easy quantification of the drug, which are all defects of nano drugs.)

基于阿霉素药物的诊疗一体化荧光药物分子及其制备和应用

技术领域

本发明属于有机化学和药物化学技术领域，具体涉及基于阿霉素药物的诊疗一体化荧光药物分子及其制备和应用。

背景技术

癌症是当今全球致死率最高的疾病之一，随着其发病率的持续攀升，全世界癌症死亡人数也日益增长，如何实现癌症诊断治疗对改善癌症病人的生存质量以及延长寿命具有关键性作用。

肿瘤药物多种多样，在化疗过程为了提高药物疗效，需要肿瘤药物能够靶向性聚集要治疗的肿瘤位点，并且在体内运输过程中保持无毒无害以避免损伤正常组织。这就需要将药物设计成包封状态，只有在肿瘤组织内部特殊环境才能释放出来。而如何释放就可以利用肿瘤微环境内的酸性或浓度过高的某种物质合理衍生化学键以引发药物释放。

随着科技的发展，传统的仅有单一疗效的药物已经无法满足医疗行业的需求。医生们想知道药物的输送和作用情况，而病人往往也想直观地了解自己体内发生了什么，他们都迫切需要一种能够集观察与治疗于一体的药物。将荧光诊断与肿瘤治疗结合实现“诊疗一体化”的分子也陆续报道，但目前实现诊断与诊疗一体化肿瘤治疗方法主要是基于纳米离子来实现，总体来说，这些纳米药物存在成本高，重复性差，定量不易且重金属的毒性强等。相比之下，集诊断与治疗于一体的小分子荧光药物却鲜有报道却具有更多的优势，这些分子不仅靶向性好、副作用小、治疗效率高，还具备纳米药物所欠缺的成本低、合成易于调控、荧光检测无辐射，药物易定量等优点，因此，开发能够同步监测疗效的诊疗一体化单分子药物成为当下迫切的需求。

发明内容

针对上述不足本发明提供一种基于阿霉素药物的诊疗一体化荧光药物分子，该分子靶向性好、副作用小、治疗效率高。

本发明解决技术问题采用的诊疗一体化药物分子结构式如式I所示：

该诊疗一体化药物分子简称CRDB是由香豆素酰肼衍生物通过酰腙键与阿霉素结合实现荧光团与药物分子的组装。

本发明同时保护诊疗一体化药物分子的制备方法，该方法的合成路线如下：

具体制备方法为：将化合物溶于甲醇溶剂中，向溶液中加入阿霉素后滴入三氟乙酸，常温搅拌6-8小时后，向溶液中慢速滴加正已烷至析出固体产品，过滤取得溶液中析出的黄色固体为CRDB。

进一步的，每30ml甲醇溶剂加入0.2-0.24mmol香豆素酰肼。

进一步的，阿霉素的加入量与香豆素酰肼的摩尔量相同。

进一步的，三氟乙酸的加入量为，每30ml甲醇溶剂加入0.04-0.06ml三氟乙酸。

本发明同时保护药物分子CRDB的应用，通过基于荧光团香豆素和阿霉素药物构建的单分子诊疗药物分子在酸性条件下酰腙键更易裂解释放药物阿霉素，并可以通过450纳米处荧光信号观测。

原理：本发明通过合理巧妙的设计将具有蓝光发射的香豆素有机荧光团与广谱药物阿霉素通过酰腙键结合，构建了集诊断与治疗于一体的荧光肿瘤治疗前药。该分子在正常组织的中性条件下酰腙不易分解，但在肿瘤组织内部的微酸环境条件下极易分解，可实现针对肿瘤组织释放药物分子阿霉素。并且在药物释放前由于药物阿霉素的吸收光谱与荧光团香豆素的发射光谱良好重叠，香豆素通过高效的荧光共振能量转移将能量转移到阿霉素导致香豆素荧光很弱，当到达肿瘤内部微酸环境中，由于酰腙键的断裂，阿霉素被释放出来，作为能量转移供体的香豆素与能量转移受体的阿霉素之间距离增大，荧光共振能量转移不完全，香豆素荧光增强，从而在实现释放阿霉素药物治疗的同时也实现了荧光信号的传递。

有益效果：本发明基于阿霉素药物的诊疗一体化荧光药物分子靶向性好、副作用小、治疗效率高，还具备纳米药物所欠缺的成本低、合成易于调控、荧光检测无辐射，药物易定量。

附图说明

图1为化合物阿霉素(1)、香豆素水合肼(2)以及药物分子CRDB(3)的分子结构图。

图2为化合物阿霉素(1)、香豆素水合肼(2)以及药物分子CRDB(3)在乙醇中的紫外吸收光谱图。

图3为化合物阿霉素(1)、香豆素水合肼(2)以及药物分子CRDB(3)在PBS缓冲溶液(pH＝7.4)中的紫外吸收光谱图。

图4为化合物阿霉素(1)、香豆素水合肼(2)以及药物分子CRDB(3)在醋酸缓冲溶液(pH＝5.0)中的紫外吸收光谱图。

图5为药物分子CRDB(3)在醋酸缓冲溶液(pH＝5.0)和PBS缓冲溶液(7.4)中的荧光光谱图。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从化学公司购买。

实施例1化合物的合成

化合物香豆素酰肼(80mg,0.22mmol)溶于30毫升甲醇溶剂中，于溶液中加入等摩尔量的阿霉素，加入一滴三氟乙酸，常温下搅拌六小时，向溶液中慢慢滴加正已烷至溶液中析出的固体过滤得黄色固体155毫克，收率77％。

实施例2化合物在乙醇中的紫外吸收光谱测定

称取阿霉素、香豆素水合肼以及药物分子CRDB分别配制成10-5μm的乙醇溶液，测定其紫外吸收光谱，测试结果见附图2。从附图2中可见，药物分子CRDB的紫外吸收几乎等同于组成它的二种荧光化合物紫外吸收的加和，说明这二种化合物之间在基态没有相互作用。

实施例3化合物在PBS缓冲溶液(pH＝7.4)中的紫外吸收光谱荧光光谱测定

称取阿霉素、香豆素水合肼以及药物分子CRDB分别配制成10-5μm的PBS缓冲溶液(pH＝7.4)，测定其紫外吸收光谱，测试结果见附图3。从附图3中可见，药物分子CRDB的紫外吸收几乎等同于组成它的二种荧光化合物紫外吸收的加和，说明此时这二种化合物之间在基态没有相互作用。

实施例4化合物在醋酸缓冲溶液(pH＝5.0)中的紫外吸收光谱荧光光谱测定

称取阿霉素、香豆素水合肼以及药物分子CRDB分别配制成10-5μm的醋酸缓冲溶液(pH＝5.0)，测定其紫外吸收光谱，测试结果见附图4。从附图4中可见，药物分子CRDB的紫外吸收几乎等同于组成它的二种荧光化合物紫外吸收的加和，说明此时这二种化合物之间在基态没有相互作用。

实施例5化合物于溶剂中的吸收光谱数据

表1化合物于溶剂中的吸收光谱数据

由表1可见，在乙醇溶液中，药物分子CRDB在波长为428nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为36488M-1cm-1。阿霉素在波长为489nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为8282M-1cm-1。而香豆素水合肼在波长为417nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为54574M-1cm-1。

在pH＝7.0的PBS溶液中，药物分子CRDB在波长为438nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为21350M-1cm-1。阿霉素在波长为480nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为3739M-1cm-1。而香豆素水合肼在波长为428nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为42432M-1cm-1。

在pH＝5.0的醋酸缓冲溶液中，药物分子CRDB在波长为439nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为23161M-1cm-1。阿霉素在波长为495nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为3653M-1cm-1。而化合物1在波长为428nm时存在最大吸收峰，对应的摩尔吸收系数为29031M-1cm-1。

实施例6药物分子CRDB在不同pH下的荧光光谱变化图

称取药物分子CRDB分别配制成10-5μm的醋酸缓冲溶液(pH＝5.0)和10-5μm的PBS缓冲溶液(pH＝7.4)，测定其荧光光谱，测试结果见附图5。从附图5中可见，药物分子CRDB的在中性条件下荧光较弱，但酸性条件下，香豆素荧光明显增强，分析是在酸性条件下，阿霉素和香豆素水合肼断裂。在中性条件下，香豆素与阿霉素之间发生荧光共振能量转移，导致香豆素荧光弱，但断裂后，香豆素的荧光才可以释放。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。