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次序响应AND型逻辑门应用于智能药物输送系统
实时监测药物的传递和可控释放是实现肿瘤靶向性精准治疗的关键环节之一。然而，癌症复杂的生理环境和肿瘤异质性使得依托于生物标志物检测进行体内程序化精准诊疗仍存在巨大挑战。近日，华东理工大学精细所朱为宏教授和郭志前教授课题组在近红外荧光前药领域取得了新进展，以“Sequence-activated AND logic dual-channel fluorescent probe for tracking programmable drug release”为题发表于Chemical Science,2018, 9, 6176-6182。
该工作创新性提出基于布尔逻辑运算的双通道近红外智能药物输送系统，其所构建序列响应的AND型逻辑门可以有效避免前药免非特异性激活，只有通过内源性肿瘤标志物的精准激活才会进行药物释放。特别是双通道近红外荧光信号响应实现了对药物释放过程的实时示踪，能有效减少抗癌药物的副作用和实时监测药物何时、何地、如何发挥其治疗效果，这种序列响应的AND型逻辑门为开发精确可编程的药物输送系统和智能生物传感探针提供了新思路。该文章被Chemical Science评选为“2018 Chemical Science HOT Article Collection”、“2018 ChemSci Pick of the Week Collection”以及Chemical Science内封面文章，并被RSC英国皇家化学会“New & events”版块以《Targeting tumours》为题对该文章进行专题评述。
在复杂生物环境中实现精准的可编程诊断和治疗仍然非常具有挑战，特别是消除来自非特异性激活的“假阳性”信号尤为困难。该工作创新性通过共价键将双通道菁染料（Cy）荧光前药连接于超灵敏pH响应聚合物的疏水嵌段，构建具有序列响应的AND型布尔逻辑门，实现了利用近红外双通道荧光实时示踪药物在活体中次序性响应的“解离-释放”过程。该工作利用序列响应AND型逻辑门的设计策略，通过双通道可视化实时示踪前药过程，有效增加了药物的靶向能力和精准释放，显著提高其对肿瘤的治疗效率。 该工作巧妙设计了序列激活的AND逻辑型双通道近红外纳米前药P(Cy-S-CPT)，实现了对药物释放的实时监测，表现出精确的肿瘤靶向性和优异的生物分布，展现了显著的肿瘤治疗效果，这种具有逻辑判断能力的纳米探针可以作为智能体内生物传感探针的一个概念原型，为精确可编程药物输送系统的开发提供有益的思路。 该工作主要由博士研究生燕宸旭完成，并得到了田禾院士的悉心指导。该研究成果由国家自然科学基金委基础科学中心项目，以及创新研究群体项目和优秀青年基金项目共同资助完成。 原文链接： 英国国家化学会“New & events”版块以《Targeting tumours》为题的Highlight链接：
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发表于 2018-7-30 09:27:12
