Low toxic ytterbium complexes of 2,4-dimethoxyhematoporphyrin IX for luminescence diagnostics of tumors

Abstract

Abstract:This article deals with the creation of new low-toxic photosensitizers on the basis of Ytterbium-2,4-dimethoxyhematoporphyrin IX (Yb-DMHP) and their application for the luminescence diagnostics of cancer. These substances were found to weakly generate singlet oxygen, exhibit pronounced luminescence, and retain the tumor-tropic properties of therapeutic photosensitizers. Basic photophysical properties of Yb-DMHP were studied, and the primary toxicological and pharmacokinetic investigations were performed in the organisms of experimental animals. The 4f-luminescence of Yb-DMHP in the near infrared (NIR) spectral region was observed. Comparative investigations were performed for one of the photodynamic medications which have been approved for clinical application: “Photoditazin”, a diglucosamine salt of chlorin e6. It was shown that the efficiency of singlet oxygen generation is lower by approximately one order of magnitude in the case of Yb-DMHP. The experimental data prove that Yb-DMHP-based substances are promising as non-toxic markers for the luminescence diagnostics of malignant tumors in the NIR spectral range (900–1100 nm), because they are free of the phototoxicity that is typical of conventional porphyrins, while at the same time providing a relatively high luminescence contrast and a selective accumulation in tumor tissue.

Композитные Наночастицы На Основе Лексанполимерной Матрицы, Иттербиевых Комплексов Порфиринов И Оксида Железа Для Бик-Люминесцентной Диагностики И Тераностики Новообразований

“…В.А. Котельникова РАН макетном лазерно-волоконном флуориметре (ЛВФ) [27]. По истечении определенных промежутков времени в интервале от 0.5 до 72 ч после введения препарата группы мышей по три особи выводили из опыта, после чего у них забирали биопсию органов и тканей: легкое, сердце, печень, селезенка, почки, мышцу, кожу и опухоль для спектрального исследования.…”

Nanoparticles Based on Lexan Polymer Matrix and the Ytterbium Complex of Porphyrin: Synthesis, Spectral-Luminescence Properties and Prospects of Using for Neoplasm Diagnostics

“…исследования кинетики люминесценции малотоксичных ФС на основе комплексов порфиринов с редкоземельными элемен-тами (Yb, Nd). [17] Источником излучения служил импульсный лазер LS-2132 фирмы Lotis-Tii на кристалле алюмоиттриевого граната с ионами неодима с длиной волны излучения 532 нм (вторая гармоника основой длины волны излучения 1064 нм). Параметры лазерного излучения: частота следования импульсов 10 Гц, энергия в одиночном импульсе 100 мДж, длительность импульса по уровню 0.5-10 нc.…”

Ytterbium Porphyrins Complexes and Their Application in Medicine

“…Злокачественные новообразования по смертности занимают второе место после сердечно-сосудистых заболеваний. Одним из направлений борьбы с этими тяжелыми заболеваниями является открытый в XX веке метод фотодинамической терапии (ФДТ), для которого вначале использовали терапевтические фотосенсибилизаторы (ФС) первого поколения порфиринового ряда -фотофрин II, отечественный фотогем и др., затем второго поколения: на основе хлоринов -фоскан, фотодитазин, радахлорин и др., на основе фталоцианинов -фотосенс [1]. В последнее время получают распространение препараты третьего поколения на основе производных бактериохлоринов, однако эти препараты менее эффективны как диагностические средства вследствие того, что их люминесценция относительно низка.…”