瞄准医学临床检测的应用中重大需求，发展面向生命健康、环境生态应用的近红外功能染料，其主要难点是在复杂环境下染料的识别性能强化。面对染料从体外到细胞，再到体内的应用环境变化，提升应用体系在复杂环境下的选择性和灵敏性，有效避免非特异性激活是发展功能识别染料面临的重大挑战。近日， 华东理工大学化学与分子工程学院、教育部前沿科学中心郭志前教授团队在创制序列响应型近红外染料研究方面取得系列重要进展。

       课题组聚焦近红外染料理性设计及功能强化，开展了高性能近红外染料的前沿基础研究，探索建立分子层次的新颖快速、精准诊疗技术。研究人员发现了在乏氧条件下菁染料的近红外光控自由基反应途径，构建了序列响应型的近红外识别染料体系，充分利用近红外光激活的无创、远程可控的特性，精准识别病变部位微环境，并通过序列响应的双通道、双模式的信号动态反馈，成功实现了在乏氧环境下近红外光激活的精准诊疗一体化。研究成果以“Harnessing Hypoxia‐Dependent Cyanine Photocages for In  Vivo Precision Drug Release”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.202017349)

        构建序列响应的双模式近红外识别染料，显著提高了靶向应用性能，成功获取了双通道的特异性识别信号，实现了“智能”可视化识别定量检测，突破单通道荧光信号无法研究诊疗一体化前药在生物体中动态行为的瓶颈制约。通过双通道近红外荧光与光声活体成像，前药分子表现出高效的具有序列多重靶向性能（被动、主动和可激活的靶向性），解决了荧光前药释药前的可视化“盲区”难题，实现了对自组装纳米前药在生命系统中的运输、分布和释放行为实时检测，相关成果发以 “Engineering molecular self-assembly of theranostic nanoprobes for dual-modal imaging-guided precise chemotherapy”为题发表于Sci. China Chem. (DOI:10.1007/s11426-021-9970-4)。

        上述研究工作由博士研究生张玉涛、博士后燕宸旭在郭志前教授指导下等完成，并得到了朱为宏教授和田禾院士的悉心指导，生物测试方面得到了史萍教授和西安电子科技大学王忠良教授、浙江大学唐建斌教授的大力支持。该工作得到了材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、国家自然科学基金基础科学中心项目、上海市重大专项、上海市科研创新计划等项目资金的支持。