Fotodinamik terapi amaçlı direkt konjuge ftalosiyanin-bodıpy fotosensitizerlerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of directly conjugated phthalocyanine-bodipy photosensitizers and investigation of their properties
Yazar: CEM GÖL
Danışman: PROF. DR. MAHMUT DURMUŞ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde insanoğlunun karşı karşıya kaldığı en büyük sağlık sorunlarından biri de kanserdir. Yeni bir tedavi yöntemi olan fotodinamik terapi (PDT) ise sahip olduğu birçok avantaj nedeniyle kanser tedavisinde son zamanlarda önemli hale gelmiştir. PDT, prensip olarak ışık, oksijen ve ışığa duyarlı madde (fotosensitizer) olmak üzere üç temel bileşenden oluşmaktadır. PDT uygulamalarında, yüksek dalga boyunda absorpsiyon yapmaları, triplet halde kalma sürelerinin uzun olması ve yüksek miktarda singlet oksijen üretmeleri sebebiyle fotosensitizer olarak kullanılabilecek olan hedef bileşiklerden birisi de çinko ftalosiyanin türevleridir. Bu bileşikler farklı gruplar sübstitüe edilerek PDT uygulamaları için daha uygun hale getirilebilmektedirler. Sübstitüe edilebilecek olan bu gruplardan birisi de 4,4-difloro-4-borata-3a-azonia-4a-aza-s-indasen (BODIPY) bileşikleri olabilir. Son zamanlarda yapısında uygulanan modifikasyonlar sayesinde BODIPY bileşikleri PDT'nin yanı sıra ışık toplayıcı sistemler, mantık kapıları, kimyasal algılayıcılar ve enerji transferi gibi değişik uygulamalarda kullanılmaktadırlar. Bu bileşikler, sahip oldukları yüksek floresans kuantum verimleri sayesinde vücut içerisinde takip olanağı sağlayabildikleri için kanser hastalığının teşhisinde de kullanılmaktadırlar.
Bu tez kapsamında, PDT uygulamalarında fotosensitizer olarak kullanılan iki farklı grubun (BODIPY ve ftalosiyanin) kendi başlarına göstermiş oldukları özellikleri aynı molekül üzerinde toplanarak kanser tedavisinde kullanılacak üstün özellikli fotosensitizerlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Molekül içi konjugasyonunun sağlanması amacıyla BODIPY türevleri ftalosiyanin halkasına alkin bağı ile sübstitüe edilmişlerdir. Bu bileşikler aynı zamanda yapısında "BODIPY+Iyot=4" olacak şekilde BODIPY ve iyot bulundurmaktadırlar. BODIPY ve ftalosiyanin gruplarının aynı molekül üzerinde bulunması ile elde edilen yeni tip fotosensitizerlerin fotofiziksel ve fotokimyasal özelliklerinin incelenmesi sonucunda PDT açısından olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Bu nedenle elde edilen yeni tip BODIPY-ftalosiyanin fotosensitizer bileşiklerinin PDT ile kanser tedavisine önemli katkılar sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
Recently, one of the major health problems faced by humanity is cancer. Photodynamic therapy (PDT) is becoming more significant due to having many advantages in cancer therapy, day by day. PDT, principally, is consist of three main components which are light, oxygen and photosensitizer. In PDT applications, one of the ideal molecules for cancer treatment are zinc phthalocyanine compounds due to long wavelength absorption (near IR), having high triplet quantum yields, long triplet lifetime and capability of efficient singlet oxygen generation.  These compounds can be improved with different substituents in order to make them more proper for PDT applications. BODIPY (4-difluoro-4-borata-3a-azonia-4a-aza-s-indacene) derivatives are one of the substitutable groups. Recent research studies have shown that, owing to these modifications, BODIPY derivatives are being used not only in PDT applications but also in light harvesting systems, logic gates, chemical sensors and energy transfer casettes. Moreover, these unique compounds can be traced in body due to having high fluorescence quantum yields in PDT applications.
In this thesis, it is aimed to synthesize a unique compound which exhibits all the advantages of two different compounds (BODIPY, phthalocyanine) that are used in PDT applications as a photosensitizer on a single molecule. BODIPY-phthalocyanin compounds are not only synthesized through alkyn bound due to providing intramolecular conjugation but also be possessed of BODIPY and iodine which are "BODIPY+Iodine=4" in their molecular structure. The new type of photosensitizer obtained by integrating these two excellent photosensitizing molecules, which exhibit promising photochemical and photophysical properties was designed and synthesized first time. It is expected to fill the gap in this field by contributing to cancer treatment by PDT.