Explicación médica de la fuerza fotodinámica
El principio de la reacción química fotodinámica se expresa de la siguiente manera:
1P + hν →1P * (1)
3P * →3 P 3 * (2 )
3P *+3O2 →1 P +1O2* (3)
3P*+ R →P-+ R+ (4)
donde 1 P Porfirina singlete en estado fundamental, energía luminosa hν, porfirina singlete excitada 1 P 3, porfirina triplete excitada 3 P 3, oxígeno triplete en estado fundamental 3O2, oxígeno singlete excitado 1O2 3.
Las moléculas de HP y HPD son irradiadas por la luz. Después de recibir energía luminosa, sus estados electrónicos han cambiado del estado singlete al estado excitado (Ecuación 1). El llamado estado singlete se refiere a un estado en el que dos electrones entran en la misma órbita electrónica y tienen espines opuestos (S = 1+2(1p 2-1p 2)= 1). En este momento, si la energía de absorción liberada por las moléculas de HP y HPD vuelve al estado singlete del estado fundamental original, se puede emitir fluorescencia. Este fenómeno se puede utilizar para diagnosticar tumores mediante localización por fluorescencia. Si el singlete excitado se intercambia entre términos, puede convertirse en el triplete excitado (Ec. 2). El estado triplete se refiere a un estado en el que dos electrones entran en dos orbitales electrónicos diferentes con el mismo espín (S = 1+2(1p 2+1p 2)= 3). La transición del estado triplete excitado al estado fundamental del estado singlete original está prohibida por espín, por lo que la vida útil del estado triplete excitado es relativamente larga y se pueden utilizar métodos apropiados durante este período. Por ejemplo, la energía obtenida por las moléculas de oxígeno cambia del estado triplete del estado fundamental al estado singlete del estado excitado (Ecuación 3). En este momento, las moléculas de oxígeno singlete excitadas son extremadamente oxidantes. Puede robar electrones de las células tumorales, destruir el tejido tumoral y lograr el propósito de tratar tumores. A veces, el triplete HP y HPD excitados también pueden robar directamente electrones de las células tumorales y destruir el tejido tumoral.
Teniendo en cuenta la longitud de onda y las capacidades de penetración de diversas fuentes de luz, la luz roja con una longitud de onda de 630 nm se utiliza habitualmente en la práctica clínica para irradiar zonas tumorales. Esta fuente de luz no solo puede penetrar profundamente en el tejido, sino que también hace que HP y HPD produzcan fuertes efectos citotóxicos. Incluso si los compuestos fotosensibles acumulados en el sitio del tumor producen una serie de reacciones químicas, físicas y biológicas, liberarán singletes citotóxicos. oxígeno para matar las células tumorales. Para lograr el propósito de tratar tumores, se deben cumplir las siguientes tres condiciones.
① El fotosensibilizador tiene cierta selectividad y afinidad por el tejido tumoral y puede permanecer en el sitio del tumor durante mucho tiempo, maximizando la diferencia en la concentración de fotosensibilizador entre el sitio del tumor y el tejido normal.
②El fotosensibilizador puede generar oxígeno singlete en el tejido tumoral mediante irradiación de luz.
③ Utilice luz de longitud de onda adecuada para excitar el fotosensibilizador.
Sólo cuando se cumplen las tres condiciones anteriores se puede conseguir el objetivo de tratar los tumores. Para aumentar la profundidad de la irradiación, se necesita luz de longitud de onda larga. Por ejemplo, la longitud de onda del fotosensibilizador ATX2S10 desarrollado puede alcanzar los 670 nm. Sin embargo, debido a diversas limitaciones, no es posible aumentar significativamente las longitudes de onda utilizadas.