唐本忠院士/王東副教授《AM》：單一AIE分子的全能光療劑，實現(xiàn)FLI‐PAI‐PTI三模成像與PDT–PTT協(xié)同治療
近年來，光療診斷學(xué)因其實時診斷和原位治療的潛力，成為癌癥研究的熱點。探索多種診斷成像與治療模式，構(gòu)建高效的光療系統(tǒng)，成為當(dāng)前研究的關(guān)鍵。其中，熒光成像（FLI）以其高靈敏度、快速響應(yīng)和無創(chuàng)性，在現(xiàn)場和時間上直觀顯示，但受限于穿透深度不足。相比之下，光聲成像（PAI）提供高成像深度，描繪深部腫瘤輪廓，但缺乏FLI的靈敏度。結(jié)合FLI與PAI，可獲得更豐富的腫瘤信息。光療法包括光動力療法（PDT）與光熱療法（PTT），是基于光控的無創(chuàng)、有效治療手段，PTT產(chǎn)生的熱信號可通過光熱成像（PTI）捕捉，實現(xiàn)溫度敏感性與實時監(jiān)控。然而，PDT在缺氧腫瘤微環(huán)境中的效率有限，PTT的熱休克效應(yīng)影響其單獨使用效果。協(xié)同PDT與PTT被認為是一種創(chuàng)新策略，可克服各自缺點，提升治療效果。PTT可改善腫瘤組織供氧，促進PDT效應(yīng)，進一步清除PTT中耐熱的腫瘤細胞。因此，構(gòu)建多功能光療系統(tǒng)，實現(xiàn)多模式成像與協(xié)同治療至關(guān)重要。
唐本忠院士與王東副教授在《》上發(fā)表通訊，介紹了一種基于聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）活性熒光團的全能光療劑，實現(xiàn)在NIR-II FLI-PAI-PTI三模成像與PDT-PTT協(xié)同治療。AIE分子因強電子供體-受體相互作用與精細調(diào)控的分子內(nèi)運動，同時展現(xiàn)出NIR-II熒光發(fā)射、高效ROS生成與高光熱轉(zhuǎn)換效率，實現(xiàn)輻射與非輻射能量耗散平衡。NIR-II FLI-PAI-PTI三模成像與PDT-PTT協(xié)同治療的精確腫瘤診斷與完全清除結(jié)果，證明了這一研究的突破性貢獻。因此，這項研究為發(fā)展優(yōu)越的多功能光療系統(tǒng)用于癌癥治療提供了新視角。
詳細分子設(shè)計與性能介紹
研究團隊設(shè)計了TI、TSI與TSSI化合物，由1,3-雙（雙氰甲基）吲哚部分（受體）、三苯胺（TPA）單元（供體D）與噻吩段（D與π橋）組成，展現(xiàn)強烈D-A相互作用與不同水平的π-共軛。選擇TPA部分是因為其作為強電子供體與分子轉(zhuǎn)子的特性。TPA段的高度扭曲構(gòu)象有助于保留分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)，促進納米粒子內(nèi)部發(fā)熱。螺旋槳狀扭曲結(jié)構(gòu)減少分子間π-π堆積，有效抑制熒光猝滅。丙二腈改性二氫化茚作為電子受體，其高度的電子缺乏與劇烈的碳氮鍵拉伸振動，有利于聚集態(tài)分子內(nèi)運動，增強產(chǎn)熱能力。噻吩環(huán)的引入進一步增強供電子性質(zhì)，紅移吸收/發(fā)射波長，提高ROS產(chǎn)生能力，優(yōu)化PDT效率。此外，這些化合物的D-A強度增強與分子內(nèi)運動，顯著提高NIR-II發(fā)射效率，TSSI化合物以其最大D-A強度與聚集態(tài)分子內(nèi)運動，成為構(gòu)建多功能光療劑的理想候選材料。
多功能光療應(yīng)用
TSSI納米粒子通過納米沉淀法制備，封裝兩親性共聚物DSPE-mPEG2000，表現(xiàn)出廣泛而強烈的NIR吸收，尤其TSSI納米粒子覆蓋整個NIR-I范圍，尾部延伸至1000 nm。長吸收波長對體內(nèi)應(yīng)用至關(guān)重要，可深入組織，減少損傷。TSSI納米粒子ROS生成效率與光熱效應(yīng)顯著。TSSI納米粒子在5min激光照射下，溫度迅速有效升高，達到穩(wěn)定值，證明激子能量主要通過熱失活途徑耗散。TSSI納米粒子對小鼠乳腺癌4T1細胞的體外協(xié)同光療效果顯著。在黑暗條件下，TSSI納米粒子對4T1細胞和正常細胞無明顯毒性，顯示出卓越的生物相容性。TSSI納米粒子在NIR照射下對4T1細胞具有高抑制效果，IC50值低至7.3 µg mL−1，有效促進ROS生成，增強光毒性。
體內(nèi)多模式成像與協(xié)同治療
TSSI納米粒子的三模（NIR-II FLI-PAI-PTI）成像能力在體內(nèi)得到驗證。注射后，TSSI-NPs在腫瘤組織中顯著積聚，產(chǎn)生強烈NIR-II熒光信號，同時PA信號隨時間增強，表明EPR效應(yīng)。體內(nèi)光熱實驗顯示，2分鐘內(nèi)腫瘤組織溫度可升至50℃左右，表明PTT的巨大潛力。TSSI納米粒子在體內(nèi)協(xié)同治療4T1荷瘤BALB/c裸鼠，實現(xiàn)腫瘤精確成像與完全清除，只需一次注射與照射。體內(nèi)殺瘤活性評估顯示，NIR激光誘導(dǎo)協(xié)同熱療與ROS生成導(dǎo)致腫瘤組織廣泛破壞，腫瘤細胞出現(xiàn)明顯異常。全身毒性評估未發(fā)現(xiàn)明顯副作用，與生理鹽水組對比，肝腎功能指標均無顯著差異，尿素氮（BUN）參數(shù)正常，表明TSSI納米粒子安全性良好。
綜上所述，基于單一AIE熒光團的光療劑，實現(xiàn)FLI、PAI、PTI、PDT與PTT，展現(xiàn)出NIR-II熒光信號、高效ROS生成與46%的光熱轉(zhuǎn)換效率。體內(nèi)外實驗表明，具有良好生物相容性的AIE納米粒子在NIR-II FLI-PAI-PTI三模成像引導(dǎo)下的PDT-PTT協(xié)同治療中表現(xiàn)優(yōu)異，實現(xiàn)腫瘤精準成像與徹底清除，與傳統(tǒng)策略相比，基于AIEgen的策略在實現(xiàn)多模式功能與最大化光療效果方面更為直接。
山東農(nóng)學(xué)院的杰出校友
主參編教材專著26部，發(fā)表論文330余篇，率領(lǐng)山東農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹學(xué)科建成碩士點、博士點和博士后流動站，培養(yǎng)碩士28人、博士49人，指導(dǎo)博士后22人，博士后22人，現(xiàn)主持948項目2項，科技部果品加工1項，山東省良種產(chǎn)業(yè)化工程重大項目3項，參與2116計劃制訂，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)做出了突出貢獻。 于振文（自產(chǎn)院士），中...
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中國的科學(xué)家有誰
張仁和 張淑儀 張文裕 張鈺哲 張裕恒 張宗燧 張宗燁 章綜趙光達 趙忠賢 趙忠堯 鄭厚植 周恒 周光召 周培源 周同慶周又元 周毓麟 朱邦芬 朱光亞 朱洪元 莊逢甘 鄒廣田2 化學(xué)部 (175)白春禮 蔡鎦生 蔡啟瑞 曹鏞 曹本熹 查全性 陳懿 陳冠榮陳洪淵 陳家鏞 陳鑒遠 陳俊武 陳凱先 陳慶云 陳榮悌 陳茹玉陳新滋 陳耀祖 程津...
太原王氏的王氏名人
26.王忠嗣:初名訓(xùn)(706~750),祖籍山西太原祁縣,大唐名將,一生屢立戰(zhàn)功。27.王冰(710~804年):號啟玄子。曾任唐代太仆令,醫(yī)學(xué)家。王冰年輕時篤好養(yǎng)生之術(shù),留心醫(yī)學(xué),潛心研究《素問》達12年之久。他著成《補注黃帝內(nèi)經(jīng)素問》24卷,81篇,為整理保存古醫(yī)籍作出了突出的貢獻。28.王孝:中國唐代算歷博士,數(shù)學(xué)家...
中國有哪些世界級的科學(xué)家?
著名核物理學(xué)家王淦昌 王淦昌是我國著名核物理學(xué)家、中國核科學(xué)的奠基人和開拓者之一、中科院資深院士,中國原子能研究所所長,中國高技術(shù)發(fā)展“863計劃”的4位倡導(dǎo)者之一。1930年赴德國,師從于被愛因斯坦譽為“天賦高于居里夫人”的杰出女物理學(xué)家邁特內(nèi)。27歲榮獲博士學(xué)位。后去英、法、荷等國作學(xué)術(shù)訪問,見到...
中國六大國寶級科學(xué)家有哪些
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中國一共有多少位院士??
獲得贊同票達到或超過投票院士人數(shù)三分之二者當(dāng)選。參見：中國工程院外籍院士列表 外籍院士對中國工程科學(xué)技術(shù)發(fā)展和本院工作有建議權(quán)；可應(yīng)邀出席本院及學(xué)部組織的有關(guān)會議和學(xué)術(shù)活動，可獲得本院贈送的出版物；外籍院士不參加選舉活動。外籍院士如取得了中國國籍，可轉(zhuǎn)為本院院士。[編輯]資料來源 上述...
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評院士有年齡限制嗎?
因此，院士評選并沒有明確的年齡限制，評選委員會主要關(guān)注的是申請人的學(xué)術(shù)成就、科研水平、創(chuàng)新能力等方面，這些因素都更加重要。那么除學(xué)術(shù)業(yè)績外，院士評選還有哪些條件？除了學(xué)術(shù)業(yè)績外，評選院士還有一些其他條件。首先，學(xué)者需要具備廣泛的影響力和社會聲譽，對本學(xué)科有重大貢獻和創(chuàng)新成果。其次，評選院士...
