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我國染料產(chǎn)業(yè)將進入以結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品升級、綠色發(fā)展為主要特征的高質(zhì)量發(fā)展新時代。作為典型的高附加值精細化學(xué)品，生物醫(yī)用染料可應(yīng)用于熒光標記、體外診斷、疾病治療等領(lǐng)域。尤其在腫瘤的熒光診斷和治療上，功能染料發(fā)揮著重要作用。近日，大連理工大學(xué)精細化工彭孝軍院士團隊在腫瘤的熒光診斷和治療領(lǐng)域取得了系列突破性進展，推動了高性能腫瘤診療用功能染料的發(fā)展。

（1）高信噪比癌細胞識別染料用于腫瘤熒光手術(shù)：

惡性腫瘤的復(fù)發(fā)主要是由于手術(shù)切除不徹底所致。在臨床上由于缺乏明確區(qū)分正常組織和腫瘤組織邊界范圍的有效手段，外科醫(yī)生難以發(fā)現(xiàn)和準確切除微小轉(zhuǎn)移性腫瘤病灶。因此，開發(fā)高信噪比識別腫瘤組織可激活的熒光染料顯得尤為迫切。彭孝軍院士團隊近期與韓國梨花女子大學(xué)化學(xué)與納米科學(xué)系Juyoung Yoon院士團隊合作，基于氨基肽酶N（CD13/APN）介導(dǎo)惡性腫瘤的進展、侵襲和轉(zhuǎn)移特異性生物標志物，設(shè)計合成了新型可激活熒光染料。該染料能夠精準高信噪比地區(qū)分正常細胞和癌細胞；正常組織和癌組織。通過簡易噴灑，染料對直徑小于1毫米的腫瘤轉(zhuǎn)移病灶呈現(xiàn)出優(yōu)異的識別能力，可以引導(dǎo)手術(shù)對腫瘤的精準切除。為臨床上熒光手術(shù)的順利開展提供強有力的工具。該工作以全文形式近期發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上（Aminopeptidase N Activatable Fluorescent Probe for Tracking Metastatic Cancer and Image-Guided Surgery via in Situ Spraying, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6381-6389）。文章第一作者是大連理工大學(xué)博士畢業(yè)生李海東（現(xiàn)為韓國梨花女子大學(xué)博后）。

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c01365.

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為進一步克服染料聚集熒光淬滅和提高染料在腫瘤細胞的滯留時間，彭孝軍院士團隊和Juyoung Yoon院士團隊合作采用配對的兩親性結(jié)構(gòu)設(shè)計策略，通過自組裝制備了用于堿性磷酸酶（ALP）活性成像的AIEgen納米染料。當癌細胞過表達ALP與納米染料作用后，產(chǎn)生聚集體釋放出強的AIE熒光。該工作首次可視化觀察了丁酸鈉和皮質(zhì)醇刺激對腫瘤細胞堿性磷酸酶活性的上調(diào)作用。染料能夠滲透到與臨床相關(guān)的HeLa腫瘤球和HepG-2瘤球體中，在雙光子顯微成像平臺上以高空間分辨率對ALP活性進行空間異質(zhì)性成像，為亞毫米級腫瘤的發(fā)生提供熒光引導(dǎo)識別。該研究成果近期發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（An Activatable AIEgen Probe for High-Fidelity Monitoring of Overexpressed Tumor Enzyme Activity and Its Application to Surgical Tumor Excision. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202001675）。文章第一作者是大連理工大學(xué)博士畢業(yè)生李海東（現(xiàn)為韓國梨花女子大學(xué)博后）。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202001675.

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（2）低氧依賴光敏染料用于缺氧環(huán)境下腫瘤光動力治療

目前臨床光動力治療藥物多基于Type-II光敏化機制，該機制的高氧氣依賴特性導(dǎo)致PDT對乏氧實體瘤治療效果十分有限。因此，如何實現(xiàn)診療光敏劑在乏氧實體瘤內(nèi)部發(fā)揮良好治療效果仍舊是PDT在臨床推廣應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)。彭孝軍院士團隊和韓國高麗大學(xué)化學(xué)系Jong Seung Kim院士團隊合作開發(fā)的“Photodynamic O₂-Economizer（PDOE）”策略很好的彌補了上述缺憾。通過將光敏劑分子與臨床藥物雌激素受體抗結(jié)劑他莫昔芬共價連接，構(gòu)建了首例具有雙重O₂節(jié)約性能的小分子光敏劑SORgenTAM，實現(xiàn)了對乏氧實體瘤的高效光動力治療。染料分子進入細胞后，可作用于細胞呼吸電子轉(zhuǎn)移鏈Complex I 蛋白，阻斷線粒體的氧化磷酸化，進而降低癌細胞對內(nèi)源性氧氣的消耗，節(jié)約O₂；另一方面，光激發(fā)后，光敏劑可參與Type I 光敏化反應(yīng)高效產(chǎn)生O₂^??，并在細胞內(nèi)超氧歧化酶作用下觸發(fā)氧循環(huán)級聯(lián)反應(yīng)，進而顯著降低光敏劑對氧氣的高依賴性。這一成果近期發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上（Unimolecular Photodynamic O2-Economizer To Overcome Hypoxia Resistance in Phototherapeutics. J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 5380-5388）。文章第一作者是大連理工大學(xué)博士畢業(yè)生李明樂（現(xiàn)為韓國高麗大學(xué)博士后）。

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00734.

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上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、基金委群體項目、NSFC-遼寧聯(lián)合基金和韓國國家研究基金的大力支持。