朱为宏：酶激活AIE探针原位检测和长时间示踪研究新进展

yinshen

生物标志物（例如特定的生物分子和酶的活性）的原位检测和长时间示踪在疾病诊断中备受关注。最近，化学学院朱为宏教授和郭志前教授课题组发展了一种酶调控释放AIEgens策略，实现细胞中内源性β-半乳糖苷酶活性的原位检测和长时间示踪，在获取细胞内生物标志物的高保真信息研究中取得重要进展。相关研究成果以“An enzyme-activatable probe liberating AIEgens: on-site sensing and long-term tracking of β-galactosidase in ovarian cancer cells”为题在线发表于《Chemical Science》杂志上（Chem. Sci. 2018, DOI: 10.1039/c8sc04266g，原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/ ... 04266g#!divAbstract），并且被ChemSci Pick of the Week以“Probing for answers on cancer”为题进行亮点报道（http://www.rsc.org/news-events/j ... -answers-on-cancer/）。

聚集诱导发光材料（aggregation-induced emission luminogens, AIEgens）在单分子状态时几乎不发出荧光，但是在聚集状态时荧光信号增强。特别是AIEgens的聚集态产生强荧光信号，这一独特的性质使其非常适合于对生物标志物进行长时间高保真示踪。鉴于此，该研究工作提出了一种酶调控释放AIEgens策略：高效酶催化反应释放出疏水性AIEgens，然后在激活位点原位生成具有荧光信号的AIEgens纳米聚集体；由于纳米聚集体不易被细胞排出，因此具有较好的细胞内滞留能力，能够实现细胞中内源性β-半乳糖苷酶活性的原位检测和长时间示踪。酶激活AIE型探针QM-βgal在β-半乳糖苷酶高表达的卵巢癌细胞（SKOV-3）中特异性激活后，在细胞中局部位点可以观察到显著增强的激活荧光信号；并且即时将孵育时间延长至12 h后，仍能清晰地对SKOV-3细胞进行原位示踪。该工作不仅为研究酶的生物功能提供了一种理想的分子工具，而且为发展具有高保真成像功能的探针提供了一种新的策略。

该论文由博士后顾开智在朱为宏教授和郭志前教授的共同指导下完成，并得到了田禾院士的悉心指导。近年来，朱为宏教授课题组在有机功能近红外染料领域取得了一系列重要进展：Chem. Sci.,2018, 9, 4959; Chem. Sci.,2018, 9, 6176; Chem. Sci.,2017, 8, 2115; J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 5334; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2219; Advanced Materials, 2016, 28, 3187.

该研究成果受到国家自然科学基金基础科学中心项目，优秀青年基金项目，以及博士后创新人才支持计划和国家重点研发计划资助。