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Angew. Chem. :无金属的上转换光控药物释放辅助肿瘤免疫治疗

光催化药物前体的光裂解反应能够实现药物分子在指定时间和指定位置的可控释放,避免药物对正常组织的损伤,因此广泛应用于药物递送、神经调控、肿瘤治疗等领域。以肿瘤治疗为例,为了实现小鼠体内抗肿瘤药物的光控释放,需要构建上转换体系将具有强组织穿透性的长波长光转换为能量更强的短波长光,从而激活前药分子。


然而,现有的上转换光裂解体系通常含有镧系金属或钯、铂等贵金属,生物兼容性差。而且,单独的肿瘤前药光裂解只能治疗原位肿瘤,不能通过免疫反应抑制肿瘤的转移和复发。


近日,美国麻省大学医学院的韩纲教授和南开大学的黄灵研究员合作,通过分子工程策略在保持无金属光敏剂—碘代BODIPY分子高三重态能级的同时延长其吸收波长,与苝衍生的前药分子结合构建了波长可调的三重态湮灭光裂解(TFP)体系。其中远红光响应的TFP体系可与免疫抑制剂小分子药物IDOi协同,实现对原发性肿瘤和转移肿瘤的共同治疗。



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碘代BODIPY分子具有大的摩尔吸收系数、长的三重态寿命、高的三重态量子效率,是很好的三重态光敏剂。扩大碘代BODIPY分子的π共轭体系可延长吸收波长,而三重态能级变化不大,可以与同一个前药分子构筑TFP体系。在TFP过程中,光敏剂吸收光子到达三重态后将能量传递给前药分子,前药分子发生三重态湮灭到达单重态然后发生光裂解。由于光敏剂的摩尔吸光系数远大于前药分子,因此在同样光子强度下经由TFP过程的长波长光裂解产率比直接蓝光下的要高。与镧系元素掺杂的上转换纳米颗粒相比,TFP不需要经过吸收再发射过程,且吸收截面积大,光裂解效率提升了16倍。

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最终,远红光响应的TFP体系与免疫药物IDOi混合制成的纳米颗粒,可在抑制原发性肿瘤生长的同时,引发比单独IDOi治疗更强的免疫反应,实现对远端肿瘤的高效治疗。该工作为长波长光裂解体系的构筑及肿瘤免疫治疗的发展提供了新思路。

文信息

Metal-Free Far-Red Light-Driven Photolysis via Triplet Fusion to Enhance Checkpoint Blockade Immunotherapy

Dr. Le Zeng, Lin-Han Jiang, Jia-Yao Li, Prof. Ling Huang, Dr. Yongzhi Chen, Nuo Yu, Dr. Lei Wang, Dr. Kai Huang, Dr. Jing Peng, Prof. Gang Han

文章的第一作者是美国麻省大学医学院的博士后曾乐。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202218341




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