湖南大学宋国胜Chem:新型化学发光-可视化-化学动力治疗
高效的肿瘤化学动力学治疗(CDT)过程所需的高剂量活性氧(ROS)会增大正常组织受损的风险,利用成像引导CDT过程有望实现更精准的肿瘤治疗。为此,湖南大学化学化工学院宋国胜开发了一种锰氧化物-噻吩基半导体聚合物的纳米体系,通过肿瘤酸性环境激活化学发光(CL)和治疗过程。相关研究成果以题为“Light-free Generation of Singlet Oxygen through Manganese -Thiophene Nanosystems for pH-responsive Chemiluminescence Imaging and TumorTherapy”的研究论文发表在Cell 子刊Chem上。
示意图
化学动力学过程
含有一定比例Mn3+的锰氧化物具备产生单线态氧的能力,即锰氧化物在酸性条件下释放的Mn3+与氧气反应生产超氧阴离子,随后超氧阴离子自发转化为单线态氧(1O2)。这一新的化学动力学过程可以为构建更高效的CDT体系提供新思路。
图| 产生1O2方程式与表征
高效兼精准
此外,将锰氧化物与半导体聚合物组成纳米体系后,还可以在酸的刺激下产生化学发光(CL),同时伴随荧光(FL)强度的降低。该体系能够在体外建立良好的比率型信号(CL/FL)与1O2产率之间的相关性(R2=0.992),并进一步通过比率型成像引导治疗CDT过程。这有助于肿瘤治疗的早期阶段评估,有望实现既高效又精准的CDT效果。
图 | 体内试验
该工作的第一作者为硕士研究生陆畅同学;通讯作者是湖南大学宋国胜;并得到新加坡南洋理工大学浦侃裔教授的指导和帮助。
参考文献:
Light-free Generation ofSinglet Oxygen through Manganese - Thiophene Nanosystems for pH-responsiveChemiluminescence Imaging and Tumor Therapy,Chem, 2020, DOI, 10.1016/j.chempr.2020.06.024
导师介绍
宋国胜教授,湖南大学化学化工学院,主要研究领域为生命分析化学和活体分子影像,包括光声成像、长余辉成像、化学发光成像、核磁成像,并应用于癌症的早期诊断、治疗及疗效检测。近年来在Nat. Biomed. Eng.,Angew. Chem. Int. Ed.,Nano Lett.,J. Am. Chem. Soc.,Chem. Sci., Adv. Mater, Adv. Funct. Mater.,ACSNano, Anal. Chem. 等本领域知名期刊发表论文20余篇。
http://grjl.hnu.edu.cn/p/3A9DA10AEC03E9909BE4A4A5624CF1A9