高效的无重原子NPImidazole衍生物的分子设计用于双光子光动力学疗法和ClO-检测
Wei-Bo Cui1, Xue Wei1, Jing-Fu Guo2
1Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry, Institute of Theoretical Chemistry, College of Chemistry, Jilin University, Liutiao Road #2, Changchun 130061, P. R. China.
Journal of chemical information and modeling
|July 7, 2023
概括
新型化NpImidazole衍生物显示了改善的两光子吸收 (TPA) 和三倍状态寿命,增强了它们作为两光子光动力学疗法 (TP-PDT) 和光探针的光敏化剂 (PS) 的潜力.
科学领域:
- 有机化学 有机化学
- 摄影化学的使用.
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 双光子光动力学疗法 (TP-PDT) 为癌症治疗提供深层组织透和减少损伤.
- 目前用于TP-PDT的光敏化剂 (PS) 通常表现出低的两光子吸收 (TPA) 强度和短的三重状态寿命.
- 开发有效的PS和光探针仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 为TP-PDT和光探针设计和理论研究新型化NpImidazole衍生物作为潜在的PSs.
- 解决现有PS的TPA强度和三重状态寿命的限制.
- 探索结构-属性关系,以优化TP-PDT和ClO-检测.
主要方法:
- 使用密度函数理论 (DFT) 和时间依赖的DFT (TD-DFT) 计算.
- 描述了光物理性质,包括TPA截面和三重状态寿命.
- 进行了电子转换和结构-属性关系的理论分析.
主要成果:
- 在NpImidazole的位置4引入电子捐赠组显著增强了TPA和排放特性.
- 化合物3s表现出相当大的三重状态寿命 (699 μs) 和TPA截面 (314 GM),适合TP-PDT.
- 化合物4s表现出作为TP-PDT剂 (25,122μs寿命,351GM TPA) 和用于ClO-检测的光探针 (29%量子产量) 的双重功能.
- 对设计化合物的不同过渡性质 (1π-π*与1n-π*) 的微观见解得到了阐明.
结论:
- 设计的化NpImidazole衍生物显示出作为TP-PDT和光探针的高效PS的承诺.
- 使用电子捐赠组进行战略性修改,有效优化光物理性质.
- 这项工作为开发无重原子NpImidazole基剂用于TP-PDT和低化物检测提供了宝贵的理论指导.
