洪學傳課題組NIR-IIa 小分子藥物探針設計、合成生物成像研究取得新進展
近日，美國化學會旗下藥物化學領域著名期刊《藥物化學》（Journal of Medicinal Chemistry）在線發(fā)表了我院洪學傳教授團隊在近紅外二區(qū)（NIR-II，1000-1700 nm）有機小分子成像探針設計合成及應用的最新研究成果。論文題目為“吸收波長超過1000 nm的多甲川噻喃鹽化合物在近紅外IIa子窗口的生物成像應用“（Polymethine Thiopyrylium Fluorophores with Absorption beyond 1000 nm for Biological Imaging in the Second Near-infrared Sub-window，J. Med. Chem.，2018 DOI: 10.1021/acs.jmedchem.8b01682）。博士生丁兵兵和周暉為共同第一作者，洪學傳教授為獨立通訊作者。該研究得到國家自然科學基金面上項目、自然科學基金委重大項目、湖北省創(chuàng)新群體項目和病毒學國家重點實驗室等資助。
多甲川噻喃鹽類NIR-II有機小分子染料的設計基于吲哚菁綠（ICG）的雜原子取代的多甲川共振結構。通過改變?nèi)〈s原子的種類和多甲川鏈的結構，調(diào)節(jié)染料的吸收發(fā)射波長。設計合成了一系列NIR-II小分子染料，其最大發(fā)射波長1000-1170 nm，最大吸收波長960-1100 nm。新型的多甲川噻喃鹽類具有近紅外二區(qū)的光學吸收，其發(fā)射波長更長，穿透深度更深?；诖祟愋》肿尤玖献吭降墓鈱W性質(zhì)，課題組使用1064 nm的近紅外二區(qū)激光激發(fā)并在NIR-IIa（1300-1400 nm）子窗口進行生物成像。其血管及腫瘤的成像效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的808 nm激發(fā)的NIR-II成像。為克服噻喃鹽類水溶性差，難修飾的缺點，課題組使用化學合成的手段，通過高效的銅催化Click反應引入短鏈聚乙二醇以增加其水溶性以及普適靶向分子RGD增加腫瘤靶向能力。充分發(fā)揮了小分子染料作為分子探針的優(yōu)勢，成功實現(xiàn)了靶向整合素的腦膠質(zhì)瘤成像，與808 nm激發(fā)的NIR-II區(qū)成像相比，其背景干擾更低，成像信噪比提高了3倍。這些研究成果不僅提出了一類新型分子探針及其合成修飾策略，而且將近紅外二區(qū)成像向更長波長推進，進一步推動了近紅外二區(qū)有機小分子在生物醫(yī)學上的應用。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.jmedchem.8b01682
洪學傳課題組一直致力于基于腫瘤精準診療的藥物化學研究。立足于藥物研發(fā)新方法和新技術，圍繞腫瘤的早期診斷、邊界定位分析和靶向治療等科學問題，開展了系統(tǒng)深入的工作。原創(chuàng)性成果發(fā)表在J. Med. Chem.，Nat. Mater.，Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci.等國際一流期刊上。課題組在新穎結構NIR-II有機小分子的設計和開發(fā)領域一直走在科研的前列。
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