蘭大二院研究團(tuán)隊開發(fā)一類多功能光敏劑材料用于同步靶向細(xì)胞器和癌細(xì)胞光動力治療
近日，蘭州大學(xué)第二醫(yī)院李玉民教授團(tuán)隊與南昌航空大學(xué)合作，提出利用傳統(tǒng)熒光猝滅基團(tuán)同步激活聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子（aggregation-induced emission molecules，AIEgens）的熒光和活性氧特性，并探究熒光功能材料在細(xì)胞器靶向成像和癌細(xì)胞光動力治療中的應(yīng)用。相關(guān)研究工作以《Re-recognizing fluorescence quenching Units: Improve abnormally the luminescent efficiency of AIEgens for fluorescence Sensing, organelle targeted imaging and photodynamic therapy》為題，發(fā)表于工程技術(shù)頂級期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=16.744）。論文第一作者為第二臨床醫(yī)學(xué)院教師滕牧洲博士，共同通訊作者為李玉民教授、劉濤副研究員。
熒光淬滅現(xiàn)象是指任何導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低的過程，如激發(fā)態(tài)反應(yīng)、能量轉(zhuǎn)移、配合物形成和碰撞淬滅。熒光淬滅現(xiàn)象通常被認(rèn)為是一種不利的光物理過程，會降低熒光探針的發(fā)光效率和信號強(qiáng)度。
該研究發(fā)現(xiàn)了一種反常的提高熒光效率的策略，即利用傳統(tǒng)熒光淬滅基團(tuán)來提高AIEgens的熒光效率，揭示了傳統(tǒng)的熒光淬滅基團(tuán)在特殊的AIE分子中并沒有呈現(xiàn)熒光淬滅效應(yīng)，反而對提高分子的熒光效率具有增益作用。作者設(shè)計了一系列含有淬滅基團(tuán)的AIEgens，并證明了它們在熒光傳感、細(xì)胞器成像和光動力治療方面的優(yōu)異性能。
研究選用OCST-NO2和NCST-NH2兩種AIE分子，發(fā)現(xiàn)它們可以同時染色細(xì)胞溶酶體和線粒體，且共定位染色效率高達(dá)99%。并且，即使在高濃度的劑量條件下，對細(xì)胞無明顯的殺傷性，展現(xiàn)良好的生物安全性。體外活性氧鑒定實驗結(jié)果顯示，當(dāng)AIE分子溶解在DMSO中時，幾乎不產(chǎn)生活性氧。而當(dāng)分子聚集時，活性氧效率大大提高。這一特性非常有利于AIE分子在水系為主的細(xì)胞環(huán)境中迅速聚集，從而大大提高AIE分子在細(xì)胞內(nèi)的活性氧效率，為癌細(xì)胞的光動力治療創(chuàng)造有利條件。
這項研究為開發(fā)高效、穩(wěn)定和功能化的AIEgens提供了一個新思路，為熒光傳感提供一種靈敏、穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)的策略，為細(xì)胞器靶向成像和光動力治療提供了一種高效、低毒、低成本的方法。這些AIEgens有望在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。