光敏剂PpIX和YLG-1的声动力学效应的初步研究.pdf

New Generation 88 2022 年 24 期 总第 653 期 新一代 New Generation 学科教育 G 光敏剂 PpIX 和 YLG-1 的声动力学效应的初步研究 蒋捷（江苏省南通田家炳中学 江苏 南通 226000）摘 要:早期的研究表明，一些 PDT 光敏剂可以用作声动力治疗(SDT)的声敏化剂。在这项研究中，原卟啉 IX(PpIX)的声动力学效应，血卟啉型光敏剂和 YLG-1，二氢卟酚型光敏剂进行了评估。PpIX 和 YLG-1 溶液(0-200 g/ml)使用 450 KHz 的超声换能器在 2.0 W/cm2下进行 0-600 s 的超声处理。结果表明，在 PpIX 和 YLG-1 中都观察到了超声介导的荧光漂白，并且是剂量依赖性的。荧光漂白可能是由单线态氧介导的。然而，与光漂白相比，在荧光、吸收和拉曼光谱上没有观察到显著的副产物。关键词:光敏剂；超声波；荧光；漂白 一、介绍 Yumita1首次报道了血卟啉经超声后具有抗肿瘤效应，并称为声动力化学疗法。最早的声敏剂主要为血卟啉、卟啉类衍生物等光敏剂，目前认为较好的声敏剂仍是卟啉类为主2。本文主要研究一种新型国产二氢卟吩类光敏剂 YLG-1 超声介导的荧光特性。二氢卟吩类光敏剂是单一的纯化合物，分子结构较明确，有较低的光毒性，组织穿透能力好，高的吸光度和单态氧量子产额，相比其他光敏剂只要使用低剂量就可以治疗达到效果。本次实验采用的三种光敏剂均为二氢卟吩类光敏剂，其中Foscan（m-THPC）和 NPe6 已经被批准应用于临床疾病的治疗。而目前研究表明新型国产光敏剂 YLG-1 也具有十分良好的光敏剂特性3-4。本文将三种光敏剂经过激光照射和超声介导后进行荧光光谱检测，同时测量其吸收光谱和拉曼光谱。并将声动力漂白效果与光漂白效果进行了比较。二、材料和方法 2.1 光敏剂漂白荧光强度光谱分析 2.1.1 溶液配制 将光敏剂YLG-1（由桂林晖昂生化药业有限责任公司提供）溶于 DMSO 配制 1 mg/mL 母液，用一级水梯度稀释成 10 g/mL，震荡使其充分溶解。将光敏剂 m-THPC 溶于 DMSO 中，配制浓度为 10 g/ml 的光敏剂溶液。将光敏剂 NPe6 溶解在 DMSO 和一级水的混合溶液中（比例 1:1），配制浓度为 10 g/ml 的光敏剂溶液。2.1.2 实验器材与方法 光照组：将三种不同光敏剂溶液使用 PDT 半导体激光器(652 nm，桂林市兴达光电医疗器械有限公司）分别照射 0-600 s，功率 50 mW/cm2，光照后的光敏剂溶液立即使用光谱仪（FLS920，Edinburgh Instrument）测量不同光照时间下的荧光光谱,重复三次。紫外半导体激光器(长春新产业光电技术有限公司）激发光功率为 0.45 毫瓦，波长为 405 nm，光斑直径为 2 mm。超声组：将三种不同光敏剂溶液分别放入恒温水浴箱（DK600S 型，上海精宏实验设备有限公司），温度 25，利用声动力光敏激活机（XD SDK 450K，=60 毫米，桂林市兴达光电医疗器械有限公司）分别超声 0600 s，输出功率设定为 5.0 W，设定声强为 2.0 W/cm2。利用光谱仪（FLS920，Edinburgh Instrument）测量不同超声时间下的荧光光谱，重复三次。紫外半导体激光器(长春新产业光电技术有限公司）激发光功率为0.45 毫瓦，波长为 405 nm，光斑直径为 2 mm。*email: 2.2 两种光敏剂不同处理方法后的拉曼光谱和吸收光谱 按照 2.1.1 的方法配制三种光敏剂溶液各三组，第一组溶液不做处理，第二组溶液按照 2.1.2 的实验方法进行光照处理。第三组溶液按照 2.1.2 的实验方法进行超声处理。分别将三组不同处理方法的光敏剂溶液进行拉曼光谱和吸收光谱检测，重复三次。采用英国 Renishaw 公司的拉曼光谱仪测量拉曼光谱，积分时间 10 s，激发功率 100%。由 Perkin Elmer 公司生产的 UV-visible Spectrophotometer 紫外可见分光光度计，型号为 Lambda 950，用来测量两种溶液的吸收光谱，检测波长范围为300 nm800 nm。三、实验结果和讨论 3.1 荧光光谱 实验结果取平均数利用 Origin8.5 分析如下图，图 1 图 2 为光敏剂 YLG-1 荧光光谱，可以看出经过光照和超声后均有明显荧光漂白现象，图 3 图 4 为光敏剂 m-THPC 荧光光谱，经过光照后有明显光漂白，但是超声后漂白现象不明显，图 5 图 6 为光敏剂 NPe6 荧光光谱，与 m-THPC 相似，经光照后产生荧光漂白，而超声后不发生漂白现象。漂白程度与光照时间呈正相关。New Generation 89 2022 年 24 期 总第 653 期 新一代 New Generation 学科教育 G 目前普遍认为的光动力治疗抗肿瘤作用机理是：在生物体内光敏剂作为光敏药物主要是通过光动力敏化反应或者激发态能量转移产生单态氧，进而损伤癌细胞5。单态氧能与基态的光敏剂进行氧化反应，这种反应造成了光敏剂的光漂白，而经过超声后的 YLG-1 也明显的发生了荧光漂白现象，由此分析这里的超声诱导荧光漂白有可能是单态氧介导的。Figure 1.Fluorescence spectrum after laser of YLG-1 Figure 2.Fluorescence spectrum after ultrasound of YLG-1 Figure 3.Fluorescence spectrum after laser of m-THPC Figure 4.Fluorescence spectrum after ultrasound of m-THPC Figure 5.Fluorescence spectrum after laser of NPe6 Figure 6.Fluorescence spectrum after ultrasound of NPe6 3.2 吸收光谱和拉曼光谱 结果显示三组不同处理方式后的三种光敏剂溶液的吸收光谱，可以看出经过超声和光照后的三种光敏剂吸收峰与未处理过的峰值都集中在 405 nm 和 650 nm 左右，均未见明显偏移。同时显示三组不同处理方式后的两种光敏剂溶液的拉曼光谱，可以看出经过超声和光照后的峰未有明显偏移。三种光敏剂超声前后的吸收光谱和拉曼光谱比较显示出相似的谱线。与光漂白相比，超声漂白在荧光光谱、吸收光谱和拉曼光谱上没有发现明显的副产物。四、结论 本研究表明相比于同样二氢卟吩类的光敏剂 m-THPC 和NPe6，新型国产光敏剂 YLG-1 对 450 千赫超声敏感，超声诱导荧光漂白可能是单态氧介导的。虽然其荧光光谱、吸收光谱和拉曼光谱与光漂白后的结果相似，但声化反应的副产物还有待进一步研究。Figure 7.Absorption spectrum of YLG-1 Figure 8.Raman spectrum of YLG-1 Figure 9.Absorption spectrum of m-THPC Figure 10.Raman spectrum of m-THPC Figure 11.Absorption spectrum of NPe6 Figure 12.Raman spectrum of NPe6 参考文献：1Yumita N,Nishigaki R,Umemura K,et al.Hematoporphyrin as a Sensitizer of Cell-damaging Effect of UltrasoundJ.Cancer Science,1989,80(3):219-222.2Yumita N,Sakata I S,Umemura S.Ultrasonically induced cell damage and active oxygen generation by 4-formyloximeetylidene-3-hydroxyl-2-vinyl-deuterio-porphynyl(IX)-6-7-diasp artic acid:on the mechanism of sonodynamic activationJ.Biochimica Et Biophysica Acta,2003,1620(1):179-184.3Jian Zou;Jie Jiang;Zhen Han;Lisheng Lin;Yongzhen Li;Zheng Huang.Evaluation of singlet oxygen luminescence of a novel chlorin photosensitizer.Proceedings Volume 10820,Optics in Health Care and Biomedical Optics VIII;108203C(2018)（下转第 94 页）New Generation 94 2022 年 24 期 总第 653 期 新一代 New Generation 学科教育 G 学生根据获取的信息尝试归纳、概括主要观点、发现隐含意义的能力。（7）谈论自己对于“书籍是否会被网络所取代”这一问题的看法。让学生四人一组，讨论自己对于“书籍是否会被互联网所取代”这一问题的看法，并画出思维导图，列出自己持有这一观点的原因。每组推出一名学生作为代表，根据本组的思维导图来讲述自己的观点及原因。以下为持有“书籍会被互联网所取代”这一观点的思维导图举例：以下为持有“书籍不会被互联网所取代”这一观点的思维导图举例：设计意图：培养学生从不同的角度认识世界和理解世界，对各种观点进行独立思考的能力，培养学生的批判性思维。（8）作业：根据课上思维导图：写下对于课文的总结。写下自己对于书籍是否会被互联网取代的看法以及持有该观点的原因。设计意图：帮助学生运用所学语言知识，进一步对所学信息进行归纳。经过课上阅读的语言输入过程，学生在大脑中形成了文章的结构框架和语言知识，写作的作业紧扣课题阅读语篇，让学生在语言输出过程中进一步归纳、概括主要观点；另外，在写下自己观点的过程中，可以对看待问题的观点进行独立的思考，培养从不同角度认识和理解世界的能力。四、结语 笔者以思维导图为媒介来设计英语阅读教学活动，体现了英语学习活动观、体现了以学生为中心的课堂教学，并在此基础上培养了学生的思维品质。首先，在阅读文章的过程中，引导学生获取信息，并对读到的内容进行思考，分析和推断各种信息之间的逻辑关系，对所获取的信息进行归纳和概括，并绘制思维导图。在此过程中，提高学生的学习能力、逻辑思维能力、归纳和概括能力。其次，在根据文章内容绘制思维导图之后，又让学生根据思维导图来讲述文章内容。一方面，对文章内容进行巩固；另一方面，进一步对信息进行整合和归纳，厘清各种信息之间的逻辑关系。再次，在梳理完文章之后又让学生对作者的观点进行推断，培养学生根据读到的信息概括主要观点和进行推理的能力。最后，让学生思考自己对于本文所讨论问题的看法，培养学生的批判性思维能力以及对不同观点进行独立思考的能力。参考文献：1卜卜.2020.思维导图在高中英语阅读教学中的应用研究D.西南大学。2丁思宇.2021.思维导图在高中英语阅读教学中的应用研究 D.四川外国语大学。3黄溦.2021.初中英语阅读教学中学生思辨能力培养的探究与实践D.西南大学。4裴宁慧.2020.基于思维导图的英语阅读教学对高中生批判性思维能力的影响研究D.南京师范大学。5饶欢欢.2022.基于思维导图的初中生批判性思维培养D.广州大学。孙静.2018.核心素养视角下高中生英语阅读思维品质培养策略J.教育理论与实践,38(32)。6吴朝阳.2018.基于思维导图，提升高中生思维品质J.中学教学参考,(10)。于婷.2016.基于思维导图的高中英语阅读教学中学生批判性思维能力的培养D.西北师范大学。7周巧玲.2017.巧用思维导图，提升思维品质图式理论在英语阅读教学中的应用J.福建基础教育研究,(1)。8朱怡.2017.利用思维导图提高高职生英语阅读思辨能力研究J.成才之路,(36)。作者简介：刘欢，1989-11，女，汉族，籍贯：河南省驻马店市，所在院校：天津外国语大学附属滨海外国语学校，职称：一级教师，学历：研究生，研究方向：英语教学。（上接第 89 页）4Jian Z,Huang Q,Li W,et al.Preliminary evaluation of a water soluble chlorin photosensitizerC/2017.5Henderson B W,Dougherty T J.How does photodynamic therapy work?J.Photochemistry&Photobiology,2010,55(1):145-157.（上接第 91 页）参考文献：1 方硕瑾 校园文化建设与学生实践能力提升J.时代文学（下半月），2015（5）：191-193.2 苏 B.A.苏霍姆林斯基.给教师的建议 M.苏殿坤，编译.北京:教育科学出版社，1984.3 朱永新.卓越课程使人幸福完整 N.中国教育报.2018-01-03.