超聲波根除深部病菌？肺炎治療或有新思路 | 科技前線

傳統(tǒng)的光動力療法依賴外部光源激發(fā)光敏劑，產(chǎn)生活性氧物種殺傷病原體，但可見光和近紅外光的組織穿透深度不足2厘米，難以作用于深部感染病灶。

日前，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所最新開發(fā)了一種超聲觸發(fā)的仿生靶向納米顆粒RDL@RM NPs，可通過超聲觸發(fā)與分子內(nèi)化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移，協(xié)同驅(qū)動原位循環(huán)光動力療法，克服了傳統(tǒng)光動力療法組織穿透淺、療效受限的挑戰(zhàn)，為肺炎等深部感染的精準治療提供了新思路。

01

設(shè)計新型光敏劑

研究團隊以Ru(II)配合物為光敏核心，通過π共軛擴展引入竹紅菌素衍生物，構(gòu)建出高效I型光敏劑Ru-DMHC。

團隊通過配位共價鍵，進一步將其與超氧陰離子自由基響應(yīng)型化學(xué)發(fā)光供體，以2+2自組裝策略整合為超分子光敏劑RDL，使兩個配體之間展現(xiàn)出優(yōu)異的光譜重疊。

這一設(shè)計策略有效縮短了供受體之間的距離，實現(xiàn)了高達97%的化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移效率。

▲超分子光敏劑的設(shè)計和合成

02

原位循環(huán)治療機制

在超聲激活下，超分子光敏劑RDL可高效產(chǎn)生羥基自由基（?OH）與超氧陰離子自由基（O2?-）。

超分子光敏劑RDL自身產(chǎn)生的O2?-，與炎癥部位過表達的內(nèi)源性O(shè)2?-共同作用，觸發(fā)化學(xué)發(fā)光配體發(fā)射強熒光，進而激活Ru(II)基光敏劑受體，使其也產(chǎn)生大量?OH與O2?-，從而形成?OH持續(xù)生成的正反饋循環(huán)。

超聲誘導(dǎo)的空化效應(yīng)可顯著增強化學(xué)發(fā)光強度，最終實現(xiàn)治療。治療由超聲波和分子內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移“雙重驅(qū)動”，能夠在病灶原位啟動循環(huán)式的、由化學(xué)發(fā)光介導(dǎo)的光動力治療。

▲高效活性氧產(chǎn)生機制

03

效果驗證

通過雜化細胞膜外殼包覆策略，團隊構(gòu)建了仿生靶向納米顆粒RDL@RM NPs。

該納米顆粒可實現(xiàn)對小鼠肺部炎癥部位的靶向和富集，進而通過化學(xué)發(fā)光介導(dǎo)的光動力治療，有效根除深部缺氧組織中的病原體。

▲體內(nèi)治療效果

這一研究為超聲觸發(fā)的基于化學(xué)發(fā)光超分子光敏劑的開發(fā)，及其在深部細菌感染治療中的應(yīng)用提供了有力支撐。

來源：中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所

責(zé)任編輯：曹旸