华大在线讯（通讯员 朱潇潇）近期，化学学院孙耀教授课题组在荧光活体分析领域取得了新进展。相关研究成果发表在自然通讯（NatureCommunications,2022,doi.org/10.1038/s41467-022-29572-2）上，化学学院博士生徐玉玲和李崇录为论文的共同第一作者，孙耀教授为最后通讯作者。
近年来荧光成像技术在生物医学领域得到了广泛应用。例如在基础研究方面，荧光成像可以“点亮”细胞和活体，帮助我们认识生命的过程。而在临床方面可以作为一双“眼睛”，辅助外科医生发现病灶部位并引导精准手术切除病灶。荧光小分子影像探针由于其化学结构容易修饰、生物兼容性高且体内易于代谢而受到广泛的关注。然而现有的荧光小分子影像探针一方面在示踪过程中往往存在自身聚集导致荧光淬灭的现象。此外，荧光小分子影像探针细胞摄取率不高且停留时间短，这些都极大地干扰了荧光成像检测的精准度。基于此，孙耀课题组最近从分子构筑入手，通过金属和有机配体的自组装策略构筑了超分子近红外二区大环Ru荧光影像探针Ru1085。
通过超分子大环的刚性结构，一方面最大程度限制了荧光小分子配体1化学键的转动和振动及减少非辐射跃迁；另一方面降低了荧光分子间的堆积作用从而降低了荧光的淬灭效应，显著提升了超分子荧光影像探针Ru1085的荧光和光动力性能（图1）。此外，金属Ru的引入可以进一步拓展荧光探针定量分析的能力。体外的性能测试结果显示Ru1085具备优异的光物理性能、深层生物组织穿透能力以及在生理条件下良好的稳定性。相较于传统的荧光小分子探针，Ru1085能够更好地被肿瘤细胞摄取且在细胞中长期滞留。LA-ICP-MS及ICP-MS技术可视化显示Ru金属可以有效的进入细胞内并且主要定位于溶酶体中。随后，Ru1085能够有效地发挥其自身的光疗-化疗的联合治疗性能，打开细胞凋亡通路，诱导癌细胞的死亡。基于上述性能优势，超分子荧光影像探针Ru1085能够进一步在活体上“点亮”肿瘤区域，并通过荧光可视化技术长时间监测和评估肿瘤治疗过程中的病理变化。这项工作为今后发展生物医学应用的超分子荧光试剂提供了新的设计思路。
该项研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金、面上项目、“桂子学者”及中央高校基本科研业务费等项目资助。
