文献：Molecular Engineering of High-Performance Aggregation-Induced Emission Photosensitizers to Boost Cancer Theranostics Mediated by Acid-Triggered Nucleus-Targeted Nanovectors

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.1c03700

作者：Zhijun Zhang, Wenhan Xu, Peihong Xiao, Miaomiao Kang, Dingyuan Yan, Haifei Wen, Nan Song,Dong Wang, and Ben Zhong Tang

相关产品：PLA-PEG（聚乳酸-聚乙二醇）

PLA-PEG-TAT-SA（聚乳酸-聚乙二醇-TAT肽-琥珀酸）

原文摘要：

Phototheranostics involving both fluorescence imaging and photodynamic therapy has been recognized to be potentially powerful for cancer treatment by virtue of various intrinsic advantages. However, the state-of-the-art materials in this area are still far from ideal toward practical applications,ascribed to their respective and collective drawbacks, such as inefficient imaging quality, inferior reactive oxygen species(ROS) production, the lack of subcellular-targeting capability,and dissatisfactory delivery. In this paper, these shortcomings are successfully addressed through the integration of finely engineered photosensitizers with aggregation-induced emission (AIE) features and well tailored nanocarrier systems. The yielded AIE NPs simultaneously exhibit broad absorption in the visible-light region, bright near-infrared fluorescence emission,high ROS generation, as well as tumor lysosomal acidity-activated and nucleus-targeted delivery functions, making them promising for precise and efficient phototheranostics. Both in vitro and in vivo evaluations show that the presented nanotheranostic systems bearing good photostability and appreciable biosecurity perform well in fluorescence imaging-guided photodynamic cancer therapy. This study thus not only extends the application scopes of AIE nanomaterials but also offers useful insights into constructing advanced cancer phototheranostics.

PLA - PEG 是一种嵌段共聚物，由聚乳酸（PLA）和聚乙二醇（PEG）组成。聚乳酸（PLA）是一种可生物降解的聚酯，它主要是通过乳酸单体的缩聚反应或者丙交酯的开环聚合得到。聚乙二醇（PEG）是一种具有良好水溶性、生物相容性和低poison性的聚合物。其分子链主要由乙二醇单元通过醚键连接而成。PEG 的两端可以是羟基（-OH）或者通过化学修饰带上其他官能团。在 PLA - PEG 共聚物中，PEG 链段能够改善共聚物的亲水性，并且由于其具有 “隐形” 特性，在生物医学应用中可以减少蛋白质的吸附和细胞的非特异性黏附。

PLA - PEG - TAT - SA 是一种功能化的嵌段共聚物。包含聚乳酸（PLA）、聚乙二醇（PEG）、细胞穿透肽TAT和琥珀酸（SA）。聚乳酸（PLA）是可生物降解的聚酯部分，其分子链中的酯键使它在体内能逐渐水解为乳酸，这赋予了材料生物可降解性和良好的生物相容性。聚乙二醇（PEG）部分在共聚物中起到改善亲水性和减少非特异性吸附的作用。TAT 是一种细胞穿透肽，它具有富含精氨酸和赖氨酸的阳离子肽序列。这些带正电荷的氨基酸残基使 TAT 能够与细胞膜表面的负电荷相互作用，并且通过一些内吞机制穿透细胞膜，从而帮助整个共聚物进入细胞内部。琥珀酸（SA）是一种含有羧基的有机酸，它的存在可能用于提供额外的化学反应活性位点。基于PLA - PEG、PLA - PEG - TAT - SA的性质，路线如下：

图：流程示意

共组装制备酸触发核靶向纳米载体：

按一定摩尔比取含有 SA - TAT - PEG - PLA 和 PEG - PLA 的有机溶剂溶液，转移至一个干净、干燥的反应容器中。使用磁力搅拌器或其他温和的搅拌设备，在适当的温度下缓慢搅拌一定时间，使两种聚合物充分混合均匀。如果 SA - TAT - PEG - PLA 中的 SA 部分在特定 pH 下对组装过程有影响，可以通过添加适量的缓冲溶液或酸碱试剂来调节混合溶液的 pH 值。在调节 pH 值过程中，继续保持搅拌，使聚合物在目标 pH 条件下完成更稳定的共组装。采用适当的方法去除部分有机溶剂，以促进纳米载体的进一步组装。

纳米沉淀法包封 TPE - TTMN - TPA 制备 T4 - NPs：

准备适量的水相溶液，水相溶液可含有稳定剂以防止纳米粒子在形成过程中聚集。将含有混合聚合物的有机溶剂溶液缓慢滴加到剧烈搅拌的水相溶液中。滴加速度适中，过快可能导致局部浓度过高形成大颗粒，过慢则可能使有机溶剂在水相中过度扩散而影响纳米粒子的形成效率。在滴加过程中，有机溶剂在水相中的溶解度迅速降低，聚合物和溶解在其中的 TPE - TTMN - TPA 会在疏水相互作用等驱动力下自组装形成纳米粒子。继续搅拌一段时间使纳米粒子充分形成和稳定。通过超速离心的方法，将纳米粒子沉淀下来，然后去除上清液中的有机溶剂、未包封的化合物和其他杂质。用新鲜的缓冲溶液重新分散沉淀得到的纳米粒子，重复离心和分散步骤若干次，以获得高纯度的 T4 - NPs。最后，将纯化后的 T4 - NPs 分散在合适的缓冲溶液中，并在低温、避光等适当条件下保存。

图：切片分析

结论：

该文献成功制备出了由酸触发核靶向纳米载体介导的高性能聚合诱导发射光敏剂。产品具有良好的光稳定性和明显的生物安全性，在可见光区域同时表现出良好的吸收，明亮的近红外荧光发射，高ROS产生，以及tumour溶酶体酸激活和核靶向传递功能，使其具有准确和光热Treatment 前景。