Picosecond Fluorescence Lifetimes of Hematoporphyrin Derivatives in Solutions and in vitro

용액 및 시험관 실험에서의 헤마토포르피린 유도체 분자의 피코초 형광수명시간 분석

The picosecond time resolved fluorescence spectra of Hematoporphyrin Derivative (HPD) in both solutions and cancer cell are measured by a time correlated single photon counting system with a synchronously mode locked dye laser. Two exoponential decay components in the fluorescence spectra were observed. The slow decay(6.3 ㎱)and the fast one(350 ㎰)are attributed to be originated from monomers and dimers, respectively. The absorption and fluorescence measurements in steady state also showed the presence of a monomeric and dimeric forms of HPD molecules. The monomer lifetime in the cancer cell was measured to be longer than that in solution, which was expected from the blue shift and narrowing of the absorption spectra for HPD-treated in vitro. The relative amplitude of the fast component was found to be enhanced in cancer cell, strongly indicating the higher affinity of the dimer for the cancer cell.

헤마토포르피린 유도체는 광역학 치료를 위한 활성감응제로 이용되고 있다. 본 연구는 헤마토포르피린 유도체 분자의 암세포와의 에너지 전달과정을 조사하기 위하여 동시 모드록킹된 색소 레이저와 ~70 피코초 ($10^{-12}$ sec) 시산 분해능을 갖는 단일광자 계수장치 장치를 이용하여 용액에서와 암세포에서 각각 시간분해 형광 스펙트럼을 측정 분석하였다. 측정된 스펙트럼은 deconvolution 방법으로 곡선맞춤되었는데 단량체의 느린 소멸 ($\tau$$_1$=6.3 ㎱)과 이량체의 빠른 소멸 ($\tau$$_1$= 250 ㎰)로 분석되었으며 정상상태에서의 흡수 및 형과 스펙트럼의 결과와 일치하였다. 농도를 일정하게 하고 극성 분자를 5%에서 95%까치 증가시키면서 형광 소멸 곡선을 측정하여 곡선 맞춤과 결과 빠른 소멸성분 ( $A_2$) 값이 증가하였으며 그 증가 폭이 비극성 분자인 메탄올에서 보다 현저하게 나타났다. 헤마토포르피린 유도체 용액에 암세포를 자연 부유시켜 형광 소멸 곡선을 비교 분석한 결과 암세포에 흡착되었을 때 유효 형광 수명 시간이 감소하였다. 이것은 단량체에 비하여 이량체가 암세포의 흡착에 관여하고 있다는 증거로 분석되었다.