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洪学传课题组NIR-IIa 小分子药物探针设计、合成生物成像研究取得新进展

来源:信息管理  浏览量:  更新时间:2018-12-13 09:31:04

近日,美国化学会旗下药物化学领域著名期刊《药物化学》(Journal of Medicinal Chemistry)在线发表了我院洪学传教授团队在近红外二区(NIR-II,1000-1700 nm)有机小分子成像探针设计合成及应用的最新研究成果。论文题目为“吸收波长超过1000 nm的多甲川噻喃盐化合物在近红外IIa子窗口的生物成像应用“(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)。博士生丁兵兵和周晖为共同第一作者,洪学传教授为独立通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目、自然科学基金委重大项目、湖北省创新群体项目和病毒学国家重点实验室等资助。

多甲川噻喃盐类NIR-II有机小分子染料的设计基于吲哚菁绿(ICG)的杂原子取代的多甲川共振结构。通过改变取代杂原子的种类和多甲川链的结构,调节染料的吸收发射波长。设计合成了一系列NIR-II小分子染料,其最大发射波长1000-1170 nm,最大吸收波长960-1100 nm。新型的多甲川噻喃盐类具有近红外二区的光学吸收,其发射波长更长,穿透深度更深。基于此类小分子染料卓越的光学性质,课题组使用1064 nm的近红外二区激光激发并在NIR-IIa(1300-1400 nm)子窗口进行生物成像。其血管及肿瘤的成像效果明显优于传统的808 nm激发的NIR-II成像。为克服噻喃盐类水溶性差,难修饰的缺点,课题组使用化学合成的手段,通过高效的铜催化Click反应引入短链聚乙二醇以增加其水溶性以及普适靶向分子RGD增加肿瘤靶向能力。充分发挥了小分子染料作为分子探针的优势,成功实现了靶向整合素的脑胶质瘤成像,与808 nm激发的NIR-II区成像相比,其背景干扰更低,成像信噪比提高了3倍。这些研究成果不仅提出了一类新型分子探针及其合成修饰策略,而且将近红外二区成像向更长波长推进,进一步推动了近红外二区有机小分子在生物医学上的应用。

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论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.jmedchem.8b01682

洪学传课题组一直致力于基于肿瘤精准诊疗的药物化学研究。立足于药物研发新方法和新技术,围绕肿瘤的早期诊断、边界定位分析和靶向治疗等科学问题,开展了系统深入的工作。原创性成果发表在J. Med. Chem.Nat. Mater.Nat. Commun.Angew. Chem. Int. Ed.Chem. Sci.等国际一流期刊上。课题组在新颖结构NIR-II有机小分子的设计和开发领域一直走在科研的前列。