具有聚集诱导发光特性的超分子组装纳米材料在疾病诊疗领域的应用及展望

来源：X一MOL资讯

癌症诊疗技术的发展关系着全人类的健康和发展，科学家们一直致力于开发新型的癌症药物和靶向治疗技术，以期实现早期癌症诊断、肿瘤组织精确成像和精确靶向消除癌细胞等技术。迄今为止，基因治疗（gene therapy）、光热治疗（photothermal therapy，PTT）和光动力治疗（photodynamic therapy，PDT）等，已发展成为较先进的癌症治疗方案，相较于传统化疗和手术治疗方法，他们具有较小的副作用和良好的肿瘤抑制效果，为癌症治疗的发展起到了至关重要的作用。同时，以临床诊疗为目的，开发具有诊疗一体化特性、优良的药物安全性及稳定性、肿瘤微环境刺激响应性和优异诊疗效果的材料或药物，已成为癌症诊疗发展的必然趋势。基于此，超分子组装技术为构筑新型多功能诊疗一体化材料注入了新的活力。超分子组装是指在非共价驱动作用下，多个分子自发的形成有序聚集体的过程，其广泛存在于生物体系中，如DNA转录过程等。相较于其他类型的纳米材料，超分子组装纳米材料具有独特的可逆性和刺激响应性，因此，超分子组装为构筑智能纳米诊疗材料提供了坚实基础，大大推动了多功能癌症诊疗一体化体系的进步。图1. 具有聚集诱导发光特性的超分子组装纳米诊疗体系在多模态诊疗一体化领域的应用。2001年，香港科技大学唐本忠院士发现并提出了聚集诱导发光（aggregation-induced emission, AIE）的现象和概念。通过分子结构设计，具有AIE特性的光敏剂或光热分子被广泛报道，它们往往同时兼具优异的荧光成像特性和光疗特性。将AIE分子的成像和治疗特性与超分子技术相结合，构筑具有肿瘤微环境刺激响应性的智能纳米诊疗体系，不但能够实现可视化癌症治疗，而且能够达到药物控释监测和疗效调控等目的，这引起了科学家们的广泛兴趣。尤其是近几年来，具有AIE特性的超分子纳米诊疗体系如雨后春笋，极大的推动了癌症诊疗技术的发展。图2：利用超分子组装构筑AIE纳米诊疗材料的策略：AIE荧光分子自组装（包含分子配体金属配位、两亲小分子自组装、AIE高分子自组装）、超分子组装载体包覆AIE分子（利用DSPE-PEG和F127等生物相容性双亲分子构筑超分子纳米载体负载AIE分子）和大环分子的主客体作用驱动的超分子组装（利用大环分子特有空腔结构和主客体作用构筑AIE超分子纳米材料）。最近，香港科技大学唐本忠院士团队深圳大学AIE研究中心王东副教授课题组在Advanced Materials 杂志上发表了题为“Nanomaterials with Supramolecular Assembly Based on AIE Luminogens for Theranostic Applications”的综述文章。该文总结了具有AIE特性的超分子组装纳米诊疗体系的最新进展，分析了这些体系在疾病诊疗方面，尤其是癌症诊疗方面的明显应用优势和广阔发展前景。文中从AIE荧光分子自组装、超分子组装载体包覆AIE分子和大环分子的主客体作用驱动的超分子组装这三个方面详细阐述了构筑AIE特性的纳米诊疗材料的超分子组装策略，并全面的分析了它们各自的材料性能和诊疗特性。通过超分子组装技术实现AIE分子的聚集或组装，不但能够促使其荧光增强从而实现精确的肿瘤成像，而且能够通过精确设计实现Chemotherapy/PDT/PTT联合治疗，提高肿瘤抑制效果，此外，刺激响应性和可逆性的超分子组装-解组装也使可控诊疗成为了现实。最后，作者也对AIE-超分子组装诊疗体系当前存在的挑战进行了分析陈述并对其未来研究方向进行了展望，提出了多样化组件设计构筑、超分子组装-解组装机制深入研究以及诊疗一体化效果提升策略研究等前景和机遇。以上相关成果作为综述论文于近期发表于Advanced Materials 杂志上，论文第一作者为深圳大学AIE研究中心的宋楠博士，通讯作者为香港科技大学唐本忠院士和深圳大学AIE研究中心的王东副教授。