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具有高选择性和高灵敏度的肿瘤检测对于图像引导手术中描绘肿瘤边缘和识别转移灶至关重要。具有优先肿瘤积累的光学纳米探针常常受到生物信号低效放大的限制。
研究阐述了一个疏水核可调超PH敏感纳米探针(HUNPs)库的设计，用于在多种肿瘤模型上正交放大肿瘤微环境信号。研究发现，用非电离单体调整纳米颗粒核心组成的疏水性可以将HUNPs的细胞关联提高十倍以上，韦德体育bevictor从而使HUNPs在肿瘤中的细胞内化效率高达50%。结合高肿瘤积聚和高细胞内化效率，HUNPs显示正交放大的荧光信号，允许精确定位和划定恶性病变和正常组织之间的边界，具有高噪比和分辨率。
作为癌症治疗的基石，手术切除的目标始终是在保留尽可能多的健康组织的同时，完全切除整个肿瘤。因此，荧光图像引导手术在过去十年中得到了迅速发展，提供了术中肿瘤阳性边缘的动态可视化。几种探针，包括吲哚菁绿(ICG)、5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)和亚甲基蓝，已被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于各种肿瘤的手术切除。尽管这些小分子探针已被纳入临床实践，但由于其非特异性的作用机制，它们通常表现出不理想的特异性和敏感性。为了减轻这些限制，研究人员开发了靶向成像探针，专门针对癌细胞中过度表达的细胞表面受体。然而，分子探针的成像对比度主要取决于它们在肿瘤和附近健康组织之间的实际浓度。因此，这种Always-ON模式的探针设计导致高背景信号和较差的肿瘤成像结果。
为了进一步增强肿瘤成像对比度，可激活荧光探针，也被称为“打开”探针已经被设计。这些成像探针是为了响应失调的肿瘤微环境(TME)，这是实体肿瘤的普遍特征，如特定酶的过表达，肿瘤酸中毒和氧化还原应激。这些探针在血液循环和正常组织中保持淬灭的荧光信号，而在TME信号触发时荧光强烈，从而实现高肿瘤成像对比度。一般来说，小分子可激活探针的药代动力学较差，靶积累较低;相比之下，可激活的纳米探针通过增强渗透性和潴留(EPR)效应，延长了血液循环，促进了肿瘤的积累。因此韦德体育bevictor，开发具有高肿瘤积累和足够肿瘤特异性激活效率的智能纳米探针将能够准确识别肿瘤和附近的健康组织。
此前，研究设计了一种基于超pH敏感(UPS)纳米技术的智能荧光纳米探针，用于多种肿瘤的通用成像。纳米颗粒核心中含叔胺基团17的协同质子化使得纳米探针具有pH依赖性的可逆组装和拆卸，具有强烈的响应性(∆pH10-90% 0.25)和可调的pH转换(pHt)，覆盖生理pH范围(4.0-7.4)。利用pH诱导的指数信号扩增，在临床试验中显示出令人鼓舞的图像引导肿瘤切除术结果。UPS纳米探针的信号放大是基于溶酶体(pH~5.0)内肿瘤积累和荧光激活对细胞内内化的正交效应。最近的研究表明，内化的UPS纳米颗粒仅占肿瘤积聚总量的约20%，这表明大多数肿瘤积聚的纳米颗粒分布在细胞外环境中并且保持沉默。因此，迫切需要增强肿瘤积累纳米探针的细胞内化和激活，以正交放大荧光信号。
研究阐述了一系列疏水核心可调UPS纳米探针(HUNPs)，它们正交响应肿瘤积累和细胞内化，以指数放大肿瘤微环境信号。HUNPs的核心组成是通过一个含叔胺的单体和一系列具有不同疏水性的非电离单体的共聚而精确调整的。HUNPs在颗粒大小、韦德体育bevictor敏锐的pH响应性、可调pH和ON/OFF荧光激活方面与传统的UPS纳米探针具有相似的物理化学特性。韦德体育bevictor偶然地发现在纳米颗粒核心中加入高含量的疏水单体显著增强了纳米探针的细胞结合和内化，从而实现了pH诱导的荧光信号放大。研究进行了筛选并鉴定了在疏水核心中含有50%甲基丙烯酸丁酯单体的iP5B5纳米探针，其细胞内化能力比传统的UPS纳米探针强10倍以上。产生强烈的放大荧光信号。利用iP5B5纳米探针，成功地检测了多种肿瘤，具有高选择性和高灵敏度。研究有助于理解如何设计具有高细胞生物利用度的纳米药物，以增强成像和治疗效果。
原标题：《【科技前沿】Nat Commun｜北京大学汪贻广团队为设计具有高细胞内生物利用度的纳米药物提供了关键策略》
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