声动力疗法(Sonodynamic therapy,SDT)因其在抗肿瘤领域和抗菌领域的独特优势与临床应用潜力得到了国内外学者的广泛关注,而筛选与设计低毒高效的声敏剂是推动SDT应用于抗肿瘤领域和抗菌领域的主要研究内容之一。本文在课题组前期工作基础上,结合相关文献报道,设计合成了一系列亚甲蓝(Methylene Blue,MB)类似物。通过对比研究MB及其类似物的声动力活性,初步判断不同取代基团对MB声动力活性的影响。首先,合成了四种MB类似物并用质谱和核磁共振氢谱对其结构进行了确证。合成的MB类似物分别为:3,7-二(二正丙胺基)-吩噻嗪-5-鎓碘化物(PRB)、3,7-二(二正戊胺基)-吩噻嗪-5-鎓碘化物(PEB)、3,7-二环己胺基-吩噻嗪-5-鎓碘化物(CYB)、3,7-二对甲苯胺基-吩噻嗪-5-鎓碘化物(PAB)。其次,考察了MB及其类似物在细胞内的富集能力及超声前后对K562细胞的增殖抑制作用。实验结果表明随MB结构中3、7位胺基碳链的延长,化合物在细胞内的富集能力增加,推断MB类似物对细胞的增殖抑制作用可能与碳链的延长有关。进一步研究发现3、7位胺基碳链的延长有助于增强其对细胞的声动力损伤活性,但其活性增强的程度不与碳链的延长呈正相关性。此外,对甲苯基和环己基取代的衍生物对K562细胞也展现出一定的声动力损伤作用,但是其活性不如MB。然后,考察了MB及其类似物协同超声对大肠杆菌的抑菌作用及不同因素对其协同超声抑菌效果的影响。结果发现,与MB相比,MB类似物的声动力抑菌活性更优,并且MB结构中3、7位胺基碳链的延长与供电子基团的引入均能增强化合物协同超声抑菌活性。而且,随超声时间的延长、化合物浓度的增加,MB及其类似物协同抑菌作用均有所增强。化合物加入顺序对其协同超声抑菌作用的影响进一步证实了MB及其类似物具有声动力活性。最后,研究了MB及其类似物的声动力活性机制。采用氧化-萃取分光光度法考察了MB及其类似物声动力活性机制,研究显示,超声照射MB及其类似物后,体系中有活性氧(ROS)产生,并且以单线态氧和羟自由基为主。进一步探讨了化合物浓度、种类对超声溶液体系中ROS产量、种类的影响。结果发现,随着化合物浓度的增大,超声溶液体系中产生ROS的能力逐渐增强,这与浓度因素对化合物协同超声抑菌作用影响的结果相符。且也辅助解释了化合物协同超声抑制K562细胞增殖的结果。综上所述,MB结构中3位和7位胺基碳链的延长能增强其声动力损伤K562细胞活性,MB结构中3位和7位胺基碳链的延长及供电子基团的引入能增强其声动力抑菌活性。期望通过本课题对化合物结构与声敏性之间关系的初步探讨,为声敏剂的筛选提供理论支持。