生物標(biāo)志物（例如特定的生物分子和酶的活性）的原位檢測(cè)和長(zhǎng)時(shí)間示蹤在疾病診斷中備受關(guān)注。最近，化學(xué)學(xué)院朱為宏教授和郭志前教授課題組發(fā)展了一種酶調(diào)控釋放AIEgens策略，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞中內(nèi)源性β-半乳糖苷酶活性的原位檢測(cè)和長(zhǎng)時(shí)間示蹤，在獲取細(xì)胞內(nèi)生物標(biāo)志物的高保真信息研究中取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“An enzyme-activatable probe liberating AIEgens: on-site sensing and long-term tracking of β-galactosidase in ovarian cancer cells”為題在線發(fā)表于《Chemical Science》雜志上（Chem. Sci. 2018, DOI: 10.1039/c8sc04266g，原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sc/c8sc04266g#!divAbstract），并且被ChemSci Pick of the Week以“Probing for answers on cancer”為題進(jìn)行亮點(diǎn)報(bào)道（http://www.rsc.org/news-events/journals-highlights/2018/oct/probing-for-answers-on-cancer/）。
聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料（aggregation-induced emission luminogens, AIEgens）在單分子狀態(tài)時(shí)幾乎不發(fā)出熒光，但是在聚集狀態(tài)時(shí)熒光信號(hào)增強(qiáng)。特別是AIEgens的聚集態(tài)產(chǎn)生強(qiáng)熒光信號(hào)，這一獨(dú)特的性質(zhì)使其非常適合于對(duì)生物標(biāo)志物進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間高保真示蹤。鑒于此，該研究工作提出了一種酶調(diào)控釋放AIEgens策略：高效酶催化反應(yīng)釋放出疏水性AIEgens，然后在激活位點(diǎn)原位生成具有熒光信號(hào)的AIEgens納米聚集體；由于納米聚集體不易被細(xì)胞排出，因此具有較好的細(xì)胞內(nèi)滯留能力，能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞中內(nèi)源性β-半乳糖苷酶活性的原位檢測(cè)和長(zhǎng)時(shí)間示蹤。酶激活AIE型探針QM-βgal在β-半乳糖苷酶高表達(dá)的卵巢癌細(xì)胞（SKOV-3）中特異性激活后，在細(xì)胞中局部位點(diǎn)可以觀察到顯著增強(qiáng)的激活熒光信號(hào)；并且即時(shí)將孵育時(shí)間延長(zhǎng)至12 h后，仍能清晰地對(duì)SKOV-3細(xì)胞進(jìn)行原位示蹤。該工作不僅為研究酶的生物功能提供了一種理想的分子工具，而且為發(fā)展具有高保真成像功能的探針提供了一種新的策略。
該論文由博士后顧開(kāi)智在朱為宏教授和郭志前教授的共同指導(dǎo)下完成，并得到了田禾院士的悉心指導(dǎo)。近年來(lái)，朱為宏教授課題組在有機(jī)功能近紅外染料領(lǐng)域取得了一系列重要進(jìn)展：Chem. Sci.,2018, 9, 4959; Chem. Sci.,2018, 9, 6176; Chem. Sci.,2017, 8, 2115; J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 5334; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2219; Advanced Materials, 2016, 28, 3187.
該研究成果受到國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目，優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目，以及博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助。