新型化学发光体系实现肿瘤可激活化学动力学疗法

化学发光在临床诊断、食品检测和生物分析等方面应用广泛，目前比较成熟的化学发光体系包括包括辣根过氧化物酶-鲁米诺-H₂O₂体系和碱性磷酸酶-二氧环乙烷体系。虽然这些化学发光体系具有灵敏度高、易于操作等优点，被认为是极具潜力的生物成像手段，但是它们属于生物酶参与的化学发光体系，其发光时间较短、发光强度稳定性差且生物酶易失活，修饰复杂等缺点，限制了它们在生物成像分析中的应用。

目前在肿瘤化学动力疗法（CDT）中，迫切需要新的化学动力反应来提高活性氧（ROS）的产生效率，同时对ROS进行实时监测对于最大程度地降低化学动力疗法的毒副作用至关重要。

近日，湖南大学宋国胜教授开发了一种新型的化学发光体系：锰-噻吩体系，并基于该体系一种pH响应化学发光和化学动力学系统（MnOx-SPN），实现了实体瘤的可激活化学动力学疗法。

这一系统的反应机理如下：锰氧化物（MnOx）在酸性条件下释放单线态氧（¹O₂），而¹O₂可以通过π²-π²环加成将聚合物单元中的噻吩氧化，从而形成噻吩-二氧杂环中间体，该中间体能自然降解并产生化学能，所产生的化学能通过化学引发电子变换发光（CIEEL）过程转移到未氧化的半导体聚合物中，从而形成激发态的半导体聚合物。被激发的半导体聚合物能够同时产生化学发光和大量的¹O₂。能够在体外建立良好的比率型信号（CL/FL）与ROS产率之间的相关性（R2=0.992），并进一步建立活体CL/FL信号与CDT治疗后肿瘤抑制率之间的良好相关性。

该研究报告的pH激活的化学发光成像体系能够输出比率型信号引导肿瘤CDT过程，有望实现既高效又精准的CDT治疗效果。

相关链接：Chang Lu, Cheng Zhang, Peng Wang, Yan Zhao,Yue Yang, Youjuan Wang, Haifeng Yuan,et al.Light-free Generation of Singlet Oxygen through Manganese-Thiophene Nanosystems for pH-responsive Chemiluminescence Imaging and Tumor Therapy,Chem, 2020, DOI: 10.1016/j.chempr.2020.06.024