近红外荧光纳米脂质体的构建及载药释药应用研究

Liposome has become an important drug carrier. However, it is still difficult to observe whether the drug-loaded liposome can reach the target site and release the drug at the target site. In this work, we intend to combine targeted liposome and fluorescence probe technology to carry out the design and synthesis of a new targeted drug-loaded nanoliposome fluorescent probe for real-time in situ imaging of drug delivery and drug release. Specifically,，we will develop a new method to construct nanoliposome probe by using thermosensitive liposomes as a unit, modified by target group, at the same time encapsulated of near infrared fluorescent carbon dots and cyanine dyes IR780. The carbon dots can not only emit 500-800nm fluorescence under the excitation of laser, but also convert it into heat energy. The fluorescence of carbon dots is used to excite the IR780 by the energy resonance transfer (FRET), and the heat energy is used to cause phase transition of the thermosensitive liposome and release drug. The vanishment of FRET effect and the decrease of NIR fluorescence of IR780 can be used to visualize the process of drug release. This strategy is a new way of thinking. If it can be realized, it has an important application prospect in the research and development of drug research and drug delivery system.

脂质体已经成为重要的药物载体，然而，载药脂质体能否真正到达靶向部位，并释放药物，到目前为止，依然难以观察清楚。在本申请工作中，我们拟将靶向载药脂质体和荧光探针技术结合，开展新型靶向载药纳米脂质体荧光探针的设计合成工作，用于载药及释药实时原位成像研究。具体包括拟以靶向载药纳米脂质体为基本单元，同时包裹近红外荧光碳点和菁类染料IR780，合成多功能纳米脂质体探针。碳点在光激发下可以发射500-800nm的荧光，用于药物的实时追踪；同时吸收激光转化为热能。利用碳点的发射光通过共振能量转移（FRET）激发IR780，发射近红外荧光；同时利用碳点产生的热能使热敏脂质体产生相变，释放药物。同时IR780荧光染料被释放，FRET效应消失，使得IR780的荧光减弱，从而利用近红外荧光成像可视化追踪药物释放的过程。该策略是一种全新的思路，如能实现，在药物研发及药物载药系统研发领域有重要的应用前景。

本项目在基于脂质体的新型荧光探针的构建、性能的提高等方面开展了系列的工作，经过4年的努力，实现了即定目标，为纳米脂质体荧光探针的发展提供了新方法。主要成果如下：.1. 酸性鞘磷脂酶ASM脂质体荧光探针设计合成与应用：.利用脂质SM形成脂质体并包裹两种荧光染料构建比例型荧光探针检测ASM。光学性质研究表明，利用720 nm激发波长，该探针发生快速的光学响应，随着ASM浓度增高，特异性切割脂质SM从而破坏脂质体探针，750 nm处的发射峰增高，830 nm处的发射峰降低。这种光学响应的比值随ASM增加而增加，此外，还将其用于MCF-7细胞和SiRNA转染的MCF-7细胞中以及腹膜炎病人尿样中ASM检测(Anal. Chem. 2021, 93, 11775−11784)。.2. 荧光纳米脂质体载蟾毒配基类成分华蟾酥毒基体内外抗肿瘤活性研究：.我们构建了一个多功能荧光纳米脂质体载药系统用于递送华蟾酥毒基，以改善华蟾酥毒基水溶性差、生物利用度低和毒副作用大的缺点。同时，该纳米载药系统包被的荧光碳点可以用于药物的示踪(Colloids Surf. B Biointerfaces 2019, 174, 384-392)。.3. 表面活性剂增强碳点荧光研究：.由于碳点和表面活性剂之间的静电和非静电作用促使碳点和表面活性剂形成碳点-表面活性剂聚集体，从而降低碳点表面发光基团的振动和旋转，减少碳点和溶剂分子之间相互作用导致的能量损失，增加辐射跃迁过程，最终导致碳点荧光增强，即表面活性剂诱导的碳点荧光增强。这一发现为碳点荧光增强提供了一种新的简便、快速的方法，将进一步扩展碳点在成像、防伪和生物医药领域的应用(Chem. Eur. J. 2018, 24, 15806-15811)。.4. 近红外双光子荧光探针的合成与研究：.成功合成了一种新的双光子(TP)荧光探针DCM-NQO1，该探针能灵敏、选择性地检测NQO1。基于其优越的性能，该酶激活的NIR TP荧光探针将为研究NQO1在复杂生命系统中的生物学作用提供强有力的工具，并为未来构建脂质体荧光探针提供了新型近红外双光子荧光团(Chem. Commun., 2022, 58, 5634–5637)。