香港科大唐本忠院士團隊關于AIEgen在生物過程監測和疾病診療學方面應用進展的綜述

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樓主 2020-01-13 06:52:52
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生物過程對于生物體的正常生理功能具有非常重要的作用,且與健康密切相關。生物過程發生紊亂往往會導致疾病的發生。因此,生物過程的實時監測將會促進生命機制和疾病成因的全面深入認識,有利于疾病的精準診療,具有重要意義。熒光技術因其高靈敏度、低成本、原位等特點被廣泛應用于生物醫學領域。優異的熒光分子是熒光技術應用的關鍵,要求具有高亮度、強抗漂白性、生物兼容性等。


自2001年唐本忠院士提出聚集誘導發射(Aggregation-Induced?Emission,AIE)概念以來,基于AIE的研究已成為研究前沿熱點。AIE熒光分子(AIEgen)具有高亮度、強光穩定性、大Stokes shift、高信噪比、克服聚集誘導猝滅(Aggregation?Caused Emission,ACQ)等優點(圖1),正在被廣泛而深入地應用于生物醫學領域,并取得了矚目的成就,尤其在生物過程檢測和疾病診療學方面展現出實時、原位、長效追蹤監測的獨特優勢。最近,香港科技大學的唐本忠院士團隊就AIEgen在生物過程監測和疾病診療學中的應用進行了綜述并展望


圖1?AIEgen特點:克服ACQ,高亮度,大Stokes shift,高信噪比,強光穩定性等。


該團隊綜述了與特定生物過程(如自噬、線粒體自噬、線粒體動力學、細胞分裂、長程細胞追蹤、細胞凋亡等方面)相關的AIEgen探針的設計理念和相關生物過程的可視化監測。繼而延伸到與生物過程相關的疾病(如癌癥、炎癥、血腦屏障破損等)的特異性、高效、原位、實時診斷。通過與傳統ACQ探針比較,這些AIEgen探針及其納米顆粒充分展示了實時、長效監測的特點。另外,對于具有藥物、光敏劑以及輔助劑等多功能性的AIEgen,該團隊綜述了它們在疾病診療學方面的研究進展。結合AIEgen優異的成像特性,在疾病診療的同時,可以對疾病的致病機制進行在線、實時、可視化研究。由此,對臨床上開發新藥、評估治療效果等方面具有重要的意義。


最后,該團隊提出了AIEgen在生物醫學領域更為深入應用所面臨的挑戰:深的組織穿透性、低的生物背景干擾、高的靈敏度和專一性、高的生物安全性等。為此,該團隊展望開發具有長波長激發和發射、雙光子吸收發射、光聲效應以及室溫磷光特性的新型AIEgen將會有效解決上述問題,極大地促進其在生物醫學領域的發展。更進一步,開發多功能特性AIEgen,兼顧診斷與治療,將會對疾病致病機制研究和臨床應用方面起到極大推動作用。


相關結果發表在Biomaterials 146 (2017)?115-135上,第一作者為顧星桂教授和Ryan博士,通訊作者為唐本忠院士。


論文信息及鏈接:


X. Gu, R.?T. K. Kwok, J. W. Y. Lam, and B. Z. Tang*, AIEgens for biological process monitoring and disease theranostics, Biomaterials, 146 (2017)?115-135.?


http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961217305677?from=singlemessage&isappinstalled=0


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