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华东理工朱为宏院士团队郭志前组Chem. Sci.:超稳定两性离子化学发光探针设计策略:在FDA批准的光疗中高选择性传感单线态氧
发布时间:2024-09-09

导语

         单线态氧(1O2)作为一种高活性氧化物种(ROS),具有显著的诱导细胞氧化应激的能力。凭借这一特性,1O2介导的光动力治疗(PDT)在肿瘤

消融和细菌杀伤等方面的临床治疗发挥着重要作用。在光疗过程中,1O2的定量具有重要意义,它不仅能为治疗提供即时反馈,还能指导最佳治疗方案

的优化与改进。然而,由于1O2寿命短(<1μs),且伴随其他ROS的干扰,对其进行精准检测面临较大的挑战。

现有的1O2检测的金标准是其在1270 nm处的磷光发射,然而该信号极为虚弱,且对检测仪器的要求较为严苛。而目前常用的市售1O2探针ABDA和DPBF

灵敏度低,选择性差;商用探针SOSG则容易受到光诱导副反应的干扰,发生自敏化,产生假信号误导检测结果。因此,目前缺乏有效的探针解决方

案,亟需开发高性能探针用于追踪和定量活体PDT过程中产生的1O2,实现光动力治疗的可视化。

成果

近期,华东理工大学朱为宏院士团队郭志前教授课题组提出两性离子化学发光策略,构建两性离子型近红外化学发光探针。首先利用merocyanine构型

将探针发射波长拓展至近红外区域,有利于活体成像和检测;其次,烯醚单元和1O2之间特异性的[2+2]环加成反应实现1O2和其他ROS的有效区分,赋

予探针优秀的选择性;最重要的是,两性离子探针独特的光惰性酮式激发态和极短的激发态寿命,可以有效地抑制潜在的光诱导副反应,赋予探针优异

的光稳定性。

该两性离子化学发光探针可以高选择性地检测1O2,并具有显著优于商用探针SOSG的灵敏度,在细胞和活体中模拟的FDA批准的PDT过程中实现对1O2

的检测和成像。因此,简单而通用的两性离子设计策略为高性能化学发光探针开辟了一条新的途径,有助于扩大活体探针工具箱。


该工作以“De Novo Zwitterionic Strategy of Ultra-stable Chemiluminescent Probes: Highly Selective Sensing Singlet Oxygen in FDA-approved 

Phototherapy”为题发表在Chemical Science(DOI: 10.1039/D4SC01915F)上。华东理工大学卢耀博士和张玉涛博士后为共同第一作者,郭志前教

授为通讯作者。


通讯作者简介

 

 郭志前教授

郭志前教授、博导、国家杰出青年基金获得者。主要从事功能性生物荧光染料创制和应用基础研究。目前已在Chem. Soc. Rev., Nat. Commun., Nat. 

Protoc., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci.等国际一流杂志发表SCI论文100余篇,引用1.1万余次,H指数55。曾荣获上海青年科

技杰出贡献奖、国家自然科学二等奖、上海市自然科学一等奖等、并先后入选国家自然科学基金委优秀青年科学基金、青年长江学者、上海市曙光学

者、国家杰出青年基金等人才项目资助。