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（1）高信噪比癌細胞識別染料用于腫瘤熒光手術：

惡性腫瘤的復發主要是由于手術切除不徹底所致。在臨床上由于缺乏明確區分正常組織和腫瘤組織邊界范圍的有效手段，外科醫生難以發現和準確切除微小轉移性腫瘤病灶。因此，開發高信噪比識別腫瘤組織可激活的熒光染料顯得尤為迫切。彭孝軍院士團隊近期與韓國梨花女子大學化學與納米科學系Juyoung Yoon院士團隊合作，基于氨基肽酶N（CD13/APN）介導惡性腫瘤的進展、侵襲和轉移特異性生物標志物，設計合成了新型可激活熒光染料。該染料能夠精準高信噪比地區分正常細胞和癌細胞；正常組織和癌組織。通過簡易噴灑，染料對直徑小于1毫米的腫瘤轉移病灶呈現出優異的識別能力，可以引導手術對腫瘤的精準切除。為臨床上熒光手術的順利開展提供強有力的工具。該工作以全文形式近期發表在《美國化學會志》上（Aminopeptidase N Activatable Fluorescent Probe for Tracking Metastatic Cancer and Image-Guided Surgery via in Situ Spraying, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6381-6389）。文章第一作者是大連理工大學博士畢業生李海東（現為韓國梨花女子大學博后）。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c01365.

為進一步克服染料聚集熒光淬滅和提高染料在腫瘤細胞的滯留時間，彭孝軍院士團隊和Juyoung Yoon院士團隊合作采用配對的兩親性結構設計策略，通過自組裝制備了用于堿性磷酸酶（ALP）活性成像的AIEgen納米染料。當癌細胞過表達ALP與納米染料作用后，產生聚集體釋放出強的AIE熒光。該工作首次可視化觀察了丁酸鈉和皮質醇刺激對腫瘤細胞堿性磷酸酶活性的上調作用。染料能夠滲透到與臨床相關的HeLa腫瘤球和HepG-2瘤球體中，在雙光子顯微成像平臺上以高空間分辨率對ALP活性進行空間異質性成像，為亞毫米級腫瘤的發生提供熒光引導識別。該研究成果近期發表在《德國應用化學》（An Activatable AIEgen Probe for High-Fidelity Monitoring of Overexpressed Tumor Enzyme Activity and Its Application to Surgical Tumor Excision. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202001675）。文章第一作者是大連理工大學博士畢業生李海東（現為韓國梨花女子大學博后）。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202001675.

（2）低氧依賴光敏染料用于缺氧環境下腫瘤光動力治療

目前臨床光動力治療藥物多基于Type-II光敏化機制，該機制的高氧氣依賴特性導致PDT對乏氧實體瘤治療效果十分有限。因此，如何實現診療光敏劑在乏氧實體瘤內部發揮良好治療效果仍舊是PDT在臨床推廣應用中面臨的主要挑戰。彭孝軍院士團隊和韓國高麗大學化學系Jong Seung Kim院士團隊合作開發的“Photodynamic O₂-Economizer（PDOE）”策略很好的彌補了上述缺憾。通過將光敏劑分子與臨床藥物雌激素受體抗結劑他莫昔芬共價連接，構建了首例具有雙重O₂節約性能的小分子光敏劑SORgenTAM，實現了對乏氧實體瘤的高效光動力治療。染料分子進入細胞后，可作用于細胞呼吸電子轉移鏈Complex I 蛋白，阻斷線粒體的氧化磷酸化，進而降低癌細胞對內源性氧氣的消耗，節約O₂；另一方面，光激發后，光敏劑可參與Type I 光敏化反應高效產生O₂^??，并在細胞內超氧歧化酶作用下觸發氧循環級聯反應，進而顯著降低光敏劑對氧氣的高依賴性。這一成果近期發表在《美國化學會志》上（Unimolecular Photodynamic O2-Economizer To Overcome Hypoxia Resistance in Phototherapeutics. J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 5380-5388）。文章第一作者是大連理工大學博士畢業生李明樂（現為韓國高麗大學博后）。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00734.

上述研究工作得到了國家自然科學基金、基金委群體項目、NSFC-遼寧聯合基金和韓國國家研究基金的大力支持。

參考資料

【1】大連理工大學精細化工國家重點實驗室，彭孝軍院士團隊在腫瘤診療領域取得突破性進展，http://finechem.dlut.edu.cn/info/1004/3299.htm