新聞科研進(jìn)展
精密測量院開發(fā)乏氧響應(yīng)型氟化分子探針實現(xiàn)深部腫瘤的精準(zhǔn)成像
近日，精密測量院研究團(tuán)隊在多模態(tài)成像領(lǐng)域取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊通過對光敏分子aza-BODIPY進(jìn)行氟化改造，并結(jié)合氟相共組裝策略，構(gòu)建了一種乏氧響應(yīng)型多模態(tài)成像體系，實現(xiàn)了氟-19磁共振成像（19F MRI）、近紅外二區(qū)熒光成像（NIR-II FLI）和光聲成像（PAI）的協(xié)同應(yīng)用，為深部腫瘤的精準(zhǔn)成像提供了新的解決方案。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）上。
針對深部腫瘤成像中普遍存在的信號穿透能力有限、背景干擾強(qiáng)以及難以精確定量等關(guān)鍵問題，研究團(tuán)隊從源頭進(jìn)行分子設(shè)計，構(gòu)建了多功能分子氟化aza-BODIPY（OFBD），用于實現(xiàn)深部腫瘤的精準(zhǔn)成像與治療。團(tuán)隊對光敏分子aza-BODIPY骨架進(jìn)行了雙重功能改造：一方面引入氮氧鹽基團(tuán)，賦予分子在乏氧微環(huán)境中的特異性響應(yīng)功能；另一方面引入含9個等價氟原子的全氟叔丁基，獲得單一且可定量的19F磁共振信號，避免了多氟體系中常見的多峰信號與化學(xué)位移偽影。進(jìn)一步，研究團(tuán)隊提出氟相共組裝策略，使OFBD分子在液態(tài)氟碳化合物環(huán)境中形成有序的J-聚集態(tài)。該體系不僅將熒光發(fā)射波長延伸至近紅外二區(qū)（可達(dá)1200?nm），提升了熒光成像的組織穿透能力，而且確保了所有氟原子處于等價的化學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)統(tǒng)一的19F磁共振信號與100%的氟原子利用度。此外，OFBD在腫瘤乏氧微環(huán)境中可特異性激活光聲信號（870?nm），解決了腫瘤乏氧環(huán)境成像的難題。
作為光敏分子，OFBD在乏氧條件下表現(xiàn)出由光動力效應(yīng)向光熱效應(yīng)占優(yōu)的轉(zhuǎn)變，有效緩解了腫瘤乏氧對傳統(tǒng)光動力治療療效的限制。結(jié)合多模態(tài)成像結(jié)果，在探針于腫瘤部位達(dá)到最大累積時施加激光照射，可實現(xiàn)高效的腫瘤消融。
(A) OFBD和還原態(tài)FBD的分子結(jié)構(gòu)與氟譜；(B) OFBD納米乳在小鼠體內(nèi)的19F MRI/NIR-II FLI/PAI多模態(tài)成像；
(C) PAI 與哌莫硝唑染色反映腫瘤乏氧程度
該研究以功能分子構(gòu)建和聚集態(tài)調(diào)控為核心，為深部腫瘤的精準(zhǔn)成像和可視化治療提供了新的設(shè)計范式。相關(guān)研究成果以“Fluorinated Hypoxia-Responsive Aza-BODIPY for NIR-II FL/19F MR/PA Imaging and Phototherapy of Lung Cancer”為題發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）。精密測量院博士生李安鳳、博士后王方和博士生江謀為文章共同第一作者，副研究員李昱、研究員周欣和江中興為共同通訊作者。
該研究工作得到了中國科學(xué)院先導(dǎo)專項和國家自然科學(xué)基金項目的支持。
論文鏈接： https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202521886