Suda çözünür ftalosiyanin bileşiklerinin sentezi, biyolojik ve fotodinamik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, biological and photodynamic properties of water soluble phthalocyanine compounds
Yazar: NAGİHAN KOCAAĞA
Danışman: PROF. DR. ALİ ERDOĞMUŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Çeşitli kanser türlerinde başarılı bir şekilde uygulanan fotodinamik terapide (FDT) olmazsa olmaz üç temel bileşen fotosensitizer, ışık ve moleküler oksijendir. Sahip oldukları fiziksel ve kimyasal özellikler ftalosiyanin moleküllerini fotodinamik terapi uygulamaları için eşsiz kılmaktadır. Bu özelliklerden etkili singlet oksijen üretimi ve uzun triplet ömürleri ftalosiyanin moleküllerinin FDT uygulamaları için oldukça önemlidir.
Lipofilik ftalosiyaninlerin periferal konumlarına fosfanat, sülfonat, kuaternize amino ve karboksilat gibi hidrofilik gruplar bağlanarak suda çözünür özellik kazandırılmaktadır. Nikel (II), çinko(II), kobalt(II) ve bakır (II) gibi geçiş metalleri içeren Schiff baz sübstitüe ftalosiyaninler kararlı olmalarının yanı sıra singlet oksijen kuantum verimini arttırmaktadır. Ayrıca biyolojik ilaç uygulamaları için DNA ve BSA moleküllerinin yardımıyla ftalosiyaninlerin biyolojik özellikleri belirlenmektedir.
Bu tez çalışması kapsamında farklı türde Schiff baz grupları içeren metalsiz ve metalli (çinko (II), indiyum (III), galyum (III)) ftalosiyaninler ve bu ftalosiyaninlerin suda çözünürlüklerini arttırmak amacıyla kuaternize gruplarının sentezi gerçekleştirilerek biyolojik ve fotofizikokimyasal özellikleri incelenmiştir. Katyonik ftalosiyaninler arasında Q-In1c (0.89) DMSO içerisinde en yüksek singlet oksijen kuantum verimine sahiptir. BSA-ftalosiyanin etkileşimi neticesinde katyonik ftalosiyanin bileşiklerinin statik sönümleme gerçekleştirdikleri belirlenmiştir. DNA çalışması ile Q-1cH2Pc, Q-Zn1c, Q-In1c ve Q-Ga1c moleküllerinin interkalasyon ile DNA zincirine bağlandıkları gözlenmiştir. Q-Zn1c aracılı FDT uygulamasının PC3 prostat kanser hücrelerinde meydana gelebilecek muhtemel antikanser aktiviteleri ve bu aktivitelerin hangi mekanizma yoluyla gerçekleştiği MTT ve HO/PI teknikleri yardımıyla in vitro olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan tedavi gruplarında apoptotik hücre miktarının kontrol gruplarına göre bariz bir şekilde arttığı gözlenmiştir. Tez kapsamında sentezi gerçekleştirilen Q-Zn1c bileşiğinin FDT uygulaması ile prostat kanser tedavisinde potansiyel olarak kullanılabileceği gözlenmiştir.

Abstract:
The three essential components of photodynamic therapy successfully applied in various types of cancer are photosensitizer, light and molecular oxygen. Their physical and chemical properties of phthalocyanine molecules make them unique for photodynamic therapy applications. Effective singlet oxygen production and long triplet lifetimes from these properties are very significant for PDT applications of phthalocyanine molecules.
Lipophilic phthalocyanines attached with hydrophilic groups such as phosphonate, sulphonate, quaternized amino and carboxylate at peripheral positions have water solubility. Schiff base substituted phthalocyanines containing different transition metals such as nickel (II), zinc (II), cobalt (II) and copper (II) increase the singlet oxygen quantum yield as well as being stable. In addition, biological properties of phthalocyanines are determined with DNA and BSA molecules for biological drug applications. 
In this thesis, different Schiff base bearing metal-free and metallo (zinc(II), indium(III), gallium(III)) phthalocyanines have been synthesized. Their quaternized cationic phthalocyanines have also synthesized to enhance the water solubility. Synthesized phthalocyanine compounds have evaluated their photophysicochemical and biological properties. Among the cationic phthalocyanines, Q-In1c (0.89) has the highest singlet oxygen quantum yield in DMSO. BSA-phthalocyanine interaction was indicated that cationic phthalocyanine compounds bind to BSA via static quenching. DNA studies was showed that Q-1cH2Pc, Q-Zn1c, Q-In1c and Q-Ga1c compounds were interacted with DNA chain by intercalation. The possible anticancer activities of Q-Zn1c mediated PDT application in PC3 prostate cancer cells and the mechanism of these activities were investigated by in vitro with the using of MTT assay and HO/PI stainning techniques. According to obtained results, it was observed that the number of apoptotic cells in the treatment groups increased significantly compared to the control groups. It has been observed that synthesized Q-Zn1c compound is potential photosensitizer for PDT application on prostate cancer cells.