华东理工大学郭志前《AFM》：瞬时纳米沉淀技术制备化学发光、磁共振双模式成像探针：高灵敏、高分辨率可视化反馈口腔癌光动力治疗

光动力疗法（PDT）由于其高选择性和激光穿透深度，目前已广泛应用于浅表肿瘤的临床治疗，如皮肤癌、食管癌、口腔癌等。可以说，PDT介导的活性氧（ROS）在肿瘤消融中起着核心作用。然而，ROS短半衰期、反应活性极高，如何在PDT过程中及时评估产生的ROS剂量存在挑战。

针对这一问题，华东理工大学郭志前、燕宸旭团队和上海交通大学附属第六人民医院杨凯团队合作提出将磁共振成像与化学发光成像的双模式成像策略：通过瞬时纳米沉淀技术（FNP），将磁共振成像（MRI）试剂、化学发光成像（CL）试剂和光敏剂物理包裹为粒径均一的纳米颗粒Pa-Mn&CH-A@P；该方法有效克服了MRI、CL试剂难以协同兼容的问题，从而有效地将MRI的高空间分辨率和化学发光检测的高灵敏度结合起来。具体来说，MRI成像可提供光敏剂的在体分布情况，为肿瘤光动力治疗提供精确的引导信号；通过ROS激活的化学发光信号，可高灵敏度原位评估ROS的生成。总体上，该MRI/CL双模态纳米探针有效实现了口腔肿瘤的高分辨率成像和PDT原位反馈，为实时、多维度评估光动力治疗提供了有利工具。

图1. 瞬时纳米沉淀技术制备化学发光、磁共振双模式成像探针：高灵敏、高分辨率可视化反馈口腔癌光动力治疗

FNP技术在实现MRI/CL双模式成像中的关键作用：MRI成像试剂通常设计金属离子螯合作用，而化学发光染料与光敏剂通常具有显著的疏水性，传统通过热力学方式将多成像试剂包裹于单一的纳米粒子中存在困难。本工作充分利用FNP技术的动力学强化特点，将螯合Mn2+的光敏剂Pa与ROS响应的化学发光探针包裹于双亲性聚合物纳米颗粒中，成功构建粒径均一、稳定性好的MRI/CL双模式纳米探针（图2）。

图2. FNP技术用于制备MRI/CL双模式成像纳米探针Pa-Mn&CH-A@P。

图3. 光敏剂产生的ROS原位激活化学发光信号

在活体PDT应用中，MRI成像可用于确定肿瘤的宏观轮廓、可视化纳米药物在肿瘤部位的积累、评估PDT过程中肿瘤消融情况。静脉注射纳米颗粒6小时后，肿瘤部位MRI信号逐渐增强，表明其T1加权MRI信号具有时间依赖性。在MRI引导下，小鼠肿瘤部位光敏诱导的ROS氧化化学发光探针，产生高灵敏的化学发光信号，从而实现了PDT治疗可视化反馈（图4）。总体上，该工作为如何将MRI与化学发光有效协同提供了有效的探针制备策略；更重要的是，该探针集成了高空间分辨率、高灵敏度成像优势，为PDT提供了精准可视化反馈。双模式MRI/CL成像策略有望拓展至更多治疗模式的监测中，例如光热疗法、化学动力学疗法等。

图4. CAL27异种移植口腔肿瘤小鼠体内双模态MR/CL成像。

该工作于2023年4月20日以“Uniting Dual-Modal MRI/Chemiluminescence Nanotheranostics: Spatially and Sensitively Self-Reporting Photodynamic Therapy in Oral Cancer”为题发表在Advanced Functional Materials杂志上。文章的第一作者为博士生陶逸宁，通讯作者为华东理工大学特聘副研究员燕宸旭、上海交通大学附属第六人民医院杨凯教授和华东理工大学郭志前教授。该工作得到了朱为宏教授的悉心指导，得到了材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心、国家杰出青年基金、上海市“科技创新行动计划”启明星项目等支持。

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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