PDT ile kanser tedavisi için yeni ışığa duyarlımoleküller
Novel photosensitizing molecules for cancer therapy with PDT
Yazar: TUĞBA KÜÇÜK
Danışman: PROF. DR. DEVRİM ATİLLA
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Tez çalışması kapsamında, fotodinamik terapide (PDT) ve biyolojik aktivite
çalışmalarında kullanılabilme potansiyeli olabilecek yeni ışığa duyarlı moleküllerin
sentezi, karakterizasyonu, PDT yöntemi ile hücre ve biyolojik aktivite çalışmaları
yapılmıştır. Işığa duyarlı molekül olarak yeni asimetrik yapıda siklotrifosfazen halkası
ile konjuge edilmiş metalsiz, Zn(II) ve Pd(II) porfirin türevleri (11, 12 ve 13),
ftalosiyanin halkasına eksensel konuımda sübstitüe fenoksi naftalimid grubu içeren
Si(IV) ftalosiyanin türevi (15) ve periferal, periferal olmayan ve eksensel konumda
kalkon ile sübstitüe ftalosiyanin türevleri (4, 5 ve 8) sentezlenmiştir. Sentezlenen
bileşiklerin yapıları Kütle, FT-IR ve NMR gibi spektroskopik yöntemler kullanılarak
aydınlatılmıştır. Biyolojik aktif olacak şekilde tasarlanan ve sentezlenen ışığa duyarlı
moleküllerin singlet oksijen kuantum verimleri, floresans kuantum verimleri ve
absorbsiyon spektrumu gibi parametreleri içeren fotofiziksel ve fotokimyasal
özellikleri incelenmiştir. 4, 5, 7 ve 8 moleküllerin çeşitli meme kanseri hücre hatları
kullanılarak PDT yöntemi ile kanser hücrelerine karşı sitotoksik etkisi incelenmiştir.
Ayrıca biyolojik aktiviteye yönelik olarak 15 numaralı molekülün antimikrobiyal,
antimikrobiyal PDT ve antioksidan özellikleri incelenmiştir.
Tez kapsamında sentezlenen porfirin türevlerinden (11, 12 ve 13), Pd(II) porfirin
türevinde (13) yüksek singlet oksijen kuantum verimi elde edilmiş, bu da ağır metalin
fotodinamik etkinlik üzerindeki olumlu etkisine işaret etmektedir.
Kalkon sübstitüe ftalosiyaninlerin (4, 5 ve 8), çalışılan meme kanseri hücre hatlarında
ışık ile aktive edildiğinde sitotoksik etki gösterdiği gözlenmiştir. Kalkon sübstitüe
ftalosiyanin türevlerinde, özellikle periferal olmayan pozisyonlarda sübstitüsyonun
singlet oksijen üretimini arttırdığı da tespit edilmiştir.
Eksensel konumda sübstitüe fenoksi naftalimid grubu içeren Si(IV) ftalosiyanin türevi
(15) ile yapılan biyolojik aktiviteye yönelik çalışmalar kapsamında bu molekülün
öncelikle antioksidan özelliği incelenmiştir. 100 mg/L'lik konsantrasyonda standart
madde olarak Trolox ve C vitamini %100 antioksidan aktivite gösterirken bileşik 15,
%36.7 antioksidan aktivite göstermiştir. Ayrıca, bileşik 15, çeşitli
mikroorganizmalara karşı hem antimikrobiyal hem de antimikrobiyal PDT aktivitesi
göstermiştir.

Abstract:
Within the framework of the thesis study, the synthesis and characterisation of new
photosensitive molecules with potential for use in photodynamic therapy (PDT) and
biological activity studies, cell and biological activity studies using the PDT method
were carried out. As light-sensitive molecules, metal-free Zn(II) and Pd(II) porphyrin
derivatives (11, 12 and 13) conjugated with cyclotriphosphazene ring in a new
asymmetric structure, Si(IV) phthalocyanine derivative containing
phenoxynaphthalimide group substituted in axial position to phthalocyanine ring (15)
and peripheral, non-peripheral and axially substituted phthalocyanine derivatives (4, 5
and 8) were synthesised. The structures of the synthesized compounds were elucidated
using spectroscopic methods such as mass, FT-IR and NMR. Photophysical and
photochemical properties of the photosensitive molecules designed and synthesised to
be biologically active, including parameters such as singlet oxygen quantum yields,
fluorescence quantum yields and absorption spectra, were investigated. The cytotoxic
effects of molecules 4, 5, 7 and 8 against cancer cells were investigated using different
breast cancer cell lines by the PDT method. In addition, the antimicrobial,
antimicrobial PDT and antioxidant properties of molecule number 15 were
investigated for biological activity.
Among the porphyrin derivatives (11, 12 and 13) synthesised in the framework of the
thesis, a high singlet oxygen quantum yield was obtained in the Pd(II) porphyrin
derivative (13), indicating the positive effect of the heavy metal on the photodynamic
activity.
It was observed that chalcone substituted phthalocyanines (4, 5 and 8), exhibited
cytotoxic effects when activated with light in the breast cancer cell lines studied. It
was also found that substitution in chalcone substituted phthalocyanine derivatives,
especially in non-peripheral positions, increases singlet oxygen production.
Biological activity studies with the axially substituted phenoxynaphthalimide group of
the Si(IV) phthalocyanine derivative (15) have primarily investigated the antioxidant
properties of this molecule. While Trolox and vitamin C as standard substances
showed 100% antioxidant activity at a concentration of 100 mg/L, compound 15
showed 36.7% antioxidant activity. In addition, compound 15 showed both
antimicrobial and antimicrobial PDT activity against various microorganisms