近日，美国化学会旗下药物化学领域著名期刊《药物化学》（Journal of Medicinal Chemistry）在线发表了我院洪学传教授团队在近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）有机小分子成像探针设计合成及应用的最新研究成果。论文题目为“吸收波长超过1000 nm的多甲川噻喃盐化合物在近红外IIa子窗口的生物成像应用“（Polymethine Thiopyrylium Fluorophores with Absorption beyond 1000 nm for Biological Imaging in the Second Near-infrared Sub-window，J. Med. Chem.，2018 DOI: 10.1021/acs.jmedchem.8b01682）。博士生丁兵兵和周晖为共同第一作者，洪学传教授为独立通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目、自然科学基金委重大项目、湖北省创新群体项目和病毒学国家重点实验室等资助。
多甲川噻喃盐类NIR-II有机小分子染料的设计基于吲哚菁绿（ICG）的杂原子取代的多甲川共振结构。通过改变取代杂原子的种类和多甲川链的结构，调节染料的吸收发射波长。设计合成了一系列NIR-II小分子染料，其最大发射波长1000-1170 nm，最大吸收波长960-1100 nm。新型的多甲川噻喃盐类具有近红外二区的光学吸收，其发射波长更长，穿透深度更深。基于此类小分子染料卓越的光学性质，课题组使用1064 nm的近红外二区激光激发并在NIR-IIa（1300-1400 nm）子窗口进行生物成像。其血管及肿瘤的成像效果明显优于传统的808 nm激发的NIR-II成像。为克服噻喃盐类水溶性差，难修饰的缺点，课题组使用化学合成的手段，通过高效的铜催化Click反应引入短链聚乙二醇以增加其水溶性以及普适靶向分子RGD增加肿瘤靶向能力。充分发挥了小分子染料作为分子探针的优势，成功实现了靶向整合素的脑胶质瘤成像，与808 nm激发的NIR-II区成像相比，其背景干扰更低，成像信噪比提高了3倍。这些研究成果不仅提出了一类新型分子探针及其合成修饰策略，而且将近红外二区成像向更长波长推进，进一步推动了近红外二区有机小分子在生物医学上的应用。
洪学传课题组一直致力于基于肿瘤精准诊疗的药物化学研究。立足于药物研发新方法和新技术，围绕肿瘤的早期诊断、边界定位分析和靶向治疗等科学问题，开展了系统深入的工作。原创性成果发表在J. Med. Chem.，Nat. Mater.，Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci.等国际一流期刊上。课题组在新颖结构NIR-II有机小分子的设计和开发领域一直走在科研的前列。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facs.jmedchem.8b01682
