論文作者：徐艷琪，指導(dǎo)教師：王鵬
所屬學(xué)院：工學(xué)院，二級(jí)學(xué)科：制藥工程
01 導(dǎo)師說(shuō)
檢測(cè)生物體中硫酸酯酶對(duì)于硫酸酯酶過(guò)表達(dá)的癌癥診斷具有重要意義。我們?cè)谖墨I(xiàn)調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)尚未有可用于硫酸酯酶體內(nèi)檢測(cè)的熒光探針。徐艷琪同學(xué)憑借扎實(shí)的理論知識(shí)儲(chǔ)備，綜合運(yùn)用所學(xué)，在構(gòu)建熒光探針時(shí)著重挖掘AIE性質(zhì)，成功開發(fā)出兩種可以用于硫酸酯酶檢測(cè)的AIE熒光探針，并在小鼠肺轉(zhuǎn)移模型中將其用于體內(nèi)成像與熒光引導(dǎo)下的腫瘤手術(shù)切除。從論文整體來(lái)看，其選題新穎獨(dú)特，研究思路清晰明確，論據(jù)詳實(shí)可靠，研究?jī)?nèi)容與結(jié)論展現(xiàn)出前瞻性與創(chuàng)新性，為后續(xù)研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，具有較重要的學(xué)術(shù)意義和良好的應(yīng)用前景。
02 作者說(shuō)
熒光探針在人類生活中，應(yīng)用非常廣泛，如生物分子檢測(cè)，細(xì)胞成像，藥物篩選，醫(yī)學(xué)診斷等方面。2001年，唐本忠團(tuán)隊(duì)提出了聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）的概念，描述了一種與ACQ效應(yīng)相反的異常現(xiàn)象，在溶液中顯示微弱的熒光，甚至沒(méi)有熒光，但是一旦聚集就會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的熒光。基于AIE熒光團(tuán)的獨(dú)特特性，將AIE熒光團(tuán)與酶的識(shí)別單元結(jié)合，設(shè)計(jì)出特異性酶生物探針，具有低背景干擾、高信噪比、優(yōu)異的光穩(wěn)定性和顯著的熒光信號(hào)放大等優(yōu)點(diǎn)。
開始之初，我們假設(shè)AIEgen可以與硫酸酯酶的疏水性區(qū)域結(jié)合且相互作用，實(shí)現(xiàn)AIE熒光信號(hào)的增強(qiáng)。首先通過(guò)研究硫酸酯酶蛋白晶體結(jié)構(gòu)中潛在的疏水性空腔，通過(guò)分子對(duì)接發(fā)現(xiàn)熒光團(tuán)DQM-OH與硫酸酯酶的疏水性空腔結(jié)合后，可能表現(xiàn)出較強(qiáng)的AIE發(fā)射信號(hào)。經(jīng)進(jìn)一步的硫酸酯鍵修飾后，發(fā)現(xiàn)了探針DQM-SULF可以自主裝成納米顆粒。經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)證明了該納米探針可以特異性的識(shí)別硫酸酯酶，且具有靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步的細(xì)胞和體內(nèi)研究，也證實(shí)了該探針可以通過(guò)吸入給藥的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤肺轉(zhuǎn)移模型中硫酸酯酶活性的體內(nèi)成像和熒光引導(dǎo)下的腫瘤手術(shù)切除，表明納米探針 DQM-SULF具有作為吸入式造影劑檢測(cè)癌細(xì)胞和熒光導(dǎo)航手術(shù)切除腫瘤的潛力。
研究生期間完成的研究工作，離不開老師的悉心教導(dǎo)，師兄師姐的關(guān)心幫助。老師的專業(yè)和鼓勵(lì)給了我莫大的幫助，讓我從實(shí)驗(yàn)的迷茫中逐漸找到能夠成功的方向。猶記得，最后一步的合成實(shí)驗(yàn)卡了我很久沒(méi)有結(jié)果，老師每次都會(huì)和我說(shuō)，別放棄，再試試，好在堅(jiān)持是有結(jié)果的。這三年的生活為我的職業(yè)生涯奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，讓我能夠在醫(yī)藥行業(yè)中發(fā)光發(fā)熱。
03 碩士論文簡(jiǎn)介
癌癥的早期準(zhǔn)確診斷對(duì)于提高癌癥存活率和增加治愈機(jī)會(huì)具有重要意義。硫酸酯酶作為潛在的腫瘤標(biāo)志物，參與細(xì)胞信號(hào)調(diào)節(jié)、激素合成等生物學(xué)過(guò)程，與惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展都密切相關(guān)，并在多種癌癥中均異常表達(dá)。本研究基于AIE熒光團(tuán)喹啉-丙二腈設(shè)計(jì)合成了用于體內(nèi)外檢測(cè)硫酸酯酶的熒光探針DQM-SULF。探針DQM-SULF以疏水性DQM衍生物為核心，以親水性硫酸酯鍵為硫酸酯酶的識(shí)別單元。由于兩親性的結(jié)構(gòu)，探針可以在水溶液中自組裝形成納米顆粒。納米探針DQM-SULF在硫酸酯酶的作用下被水解成熒光團(tuán)DQM-OH，DQM-OH因其溶解性和極性變化而發(fā)出AIE熒光。此外，AIE熒光團(tuán)DQM-OH還可以與硫酸酯酶的疏水空腔結(jié)合，通過(guò)疏水性相互作用使熒光團(tuán)的熒光發(fā)生二次信號(hào)增強(qiáng)。DQM-SULF被成功地應(yīng)用于檢測(cè)癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)的硫酸酯酶，并且可區(qū)分正常細(xì)胞與癌細(xì)胞。重要的是，該納米探針成功地通過(guò)吸入式肺部給藥，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)移性肺腫瘤模型中的硫酸酯酶活性的體內(nèi)成像，表明納米探針DQM-SULF具有作為吸入式造影劑檢測(cè)癌細(xì)胞的潛力。
學(xué)術(shù)成果
1.A sulfatase-activatable AIEgen nanoprobe for inhalation imaging-guided surgical excision of lung cancer[J]. Chemical Engineering Journal, 2021, 428: 132514.
2.一種硫酸酯酶響應(yīng)的AIE 納米探針及其制備方法與應(yīng)用[P]. ZL202110863445.2。