红光激活策略实现活体生物标志物检测与药物释放

推荐一篇发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上的文章，文章标题是 “Biomarker-Gated Photocatalysis Uncaging in Live System” 。文章通讯作者是来自湖南师范大学的刘固寰教授，杨盛教授和苏乐斌教授。本文中，作者结合有机化学技术与荧光共聚焦策略，设计并开发了一种结合生物标志物触发和光催化解锁的双重激活策略，实现生物标志物的靶向检测与药物释放。

基于光控的化学生物学技术在生物医疗领域取得了显著进展，尤其在活体成像和靶向治疗方面。由于其优秀的生物相容性，此类技术受到研究者的广泛关注与应用。然而，深层活体生物环境中较低的信噪比，小分子持续的光敏性，以及金属离子的潜在毒性等问题，时刻影响着此类技术的进一步发展。

为了解决这一问题，本文中，作者试图开发一种响应生物标志物的红光激活平台，旨在通过双重激活策略，实现更为精确与安全的生物成像与药物释放。首先，他们通过有机合成技术，在荧光基团BODIPY的羧基上衍伸了一个响应特定酶（如硝基还原酶NTR）或反应性氧种（ROS）等生物标志物的化学基团，实现了对BODIPY荧光的暂时性的掩蔽。结果显示，这种“锁-钥”机制使得光催化剂仅在特定环境中激活，从而避免了常规光催化方法中由于过度激活造成的副作用。

考虑到BODIPY基团能够在660 nm作用下，可以将叠氮基团催化生成氨基，由此可以用其实现分子的靶向激活。研究者发现，660 nm红光作用下，响应特定生物标志物的BODIPY探针确实可以催化小分子上的叠氮转化成氨基，由此在细胞和小鼠活体水平上，实现叠氮保护的荧光分子的激活，以及叠氮保护的doxorubicin前药的释放。