科研人員構建智能響應型“分子狀態轉換”納米顆粒

研究表明，**分子的活性和利用度與其在溶液中的分子狀態息息相關。卟啉類**具有的大π共軛結構分子在溶液中處于分散狀態時，具有良好的光動力**活性；而在聚集狀態時，其光動力**性質丟失轉而產生高的光熱效應，實現腫瘤的光熱**。近年來，由于聯合不同的**方式會造成協同**也受到人們了廣泛關注，因此，充分智能化利用**分子在溶液中狀態的改變，實現腫瘤多種**方式的聯合，達到“1 + 1 > 2”的超加效應，為腫瘤的精準**提供新策略。

華中農業大學韓鶴友教授課題組從卟啉類光敏劑（PPa）的分子狀態入手，構建了一個能響應腫瘤凋亡的“分子狀態”轉換顆粒（PDP）。該顆粒中的卟啉光敏劑在正常生理條件下為分散性良好的納米顆粒（圖1A），具有高的光動力**效果，能有效用于腫瘤的光動力**。隨后，當光動力**誘導細胞凋亡后，凋亡細胞的產生caspase-3酶能快速切裂PDP的親水片段，誘導分散狀態的PPa轉為聚集狀態PPa，產生高的光熱效率，有利于腫瘤的光熱**（圖1B）。同時，這種變化還能產生高的光聲信號，也為光聲評估腫瘤凋亡提供了可能。這種新型分子狀態轉換納米顆粒的構建大大減少繁瑣的合成步驟，為高效的腫瘤**和評估提供了思路。

體外實驗中，通過紅外圖譜，在不同的pH下，PDP側鏈上的羧酸根會逐漸質子化。HPLC揭示在PDP在caspase-3條件下能被有效裂解。臨界膠束濃度測試也證實PDP的質子化和caspase-3的裂解會增強PDP的疏水性。電子透射成像表明PDP的疏水性變化的確會導致其分子狀態改變，在pH 7.4的時候是直徑約為10 nm左右的納米顆粒，在pH 6.5時為更大尺寸的納米顆粒，而在caspase-3下出現了明顯的聚集。熒光、紫外及ROS生成表征進一步表明在pH 7.4和6.5時，該PDP中光敏劑分子是處于單體狀態的（其Qy帶在667 nm處并具有高的熒光活性和ROS生成能力），而在caspase-3條件下，PPa的分子狀態表現為顯著聚集特征（其Qy帶在683 nm處并具有低的熒光活性和ROS生成能力），證實了該納米顆粒能響應腫瘤凋亡酶caspase-3，實現光敏劑PPa分子狀態的變化。

PDP在體內協同抗擊腫瘤的實驗結果表明，相比于對照組小鼠和單次**的小鼠，經過聯合**小鼠的腫瘤幾乎被完全抑制住了，且具有更高的存活率，H&E和TUNEL染色結果也表明經聯合光療的小鼠腫瘤組織中也具有更高的細胞損傷狀況。同時，通過生化分析評估材料對小鼠的毒副作用實驗，結果表明各組小鼠的心、腎和肝功能等指標和空白組相當，進一步證實了該分子狀態轉變納米顆粒具有很好的活體**的**性。(生物谷Bioon.com）