腫瘤微環(huán)境中的理化特征因?yàn)榕c腫瘤的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，受到了人們的廣泛關(guān)注。針對(duì)這些特征（包括乏氧、低pH值、還原性、異常的酶表達(dá)等），傳統(tǒng)的侵入式研究不僅會(huì)對(duì)人體帶來損傷，得到的信息也十分有限。快速發(fā)展的分子影像技術(shù)提供了對(duì)腫瘤微環(huán)境無創(chuàng)監(jiān)測的新方法。通過對(duì)納米材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、修飾，智能納米探針可以在腫瘤微環(huán)境中，對(duì)某些特征進(jìn)行響應(yīng)，從而得到腫瘤微環(huán)境的實(shí)時(shí)、高分辨、細(xì)胞水平甚至分子水平的影像。因此，設(shè)計(jì)發(fā)展針對(duì)腫瘤微環(huán)境的智能分子影像探針具有重要意義。

在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的大力支持下，中科院化學(xué)研究所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高明遠(yuǎn)課題組科研人員近年來在智能分子影像探針領(lǐng)域開展了深入研究。課題組制備了尺寸均一、光學(xué)磁學(xué)性能優(yōu)良的納米顆粒，并研究了其不同尺寸、配體對(duì)生物相容性、體內(nèi)分布的影響。同時(shí)，構(gòu)建了響應(yīng)型分子影像探針，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫瘤微環(huán)境靶向響應(yīng)、高靈敏的腫瘤成像。

在上述研究的基礎(chǔ)上，他們成功設(shè)計(jì)了一種靶向雙比例計(jì)量熒光探針。該探針能夠通過系統(tǒng)遞送的方式聚集在腫瘤位置，并且同時(shí)檢測腫瘤微環(huán)境中MMP-9酶的活性和pH值。不僅響應(yīng)迅速，而且可以提供腫瘤中兩種特征的定量信息。利用該探針，研究人員發(fā)現(xiàn)體內(nèi)高表達(dá)的MMP-9與腫瘤微環(huán)境中的低pH值在時(shí)間和空間上都有很強(qiáng)的相關(guān)性，而這兩者共同揭示了腫瘤侵襲發(fā)展方向。該工作提供了一種新的探針設(shè)計(jì)思路，可以為活體水平研究腫瘤微環(huán)境中各種惡性因子提供有力工具，已發(fā)表于J. Am. Chem. Soc.?2018, 140, 211-218。

化學(xué)所在腫瘤微環(huán)境分子影像納米探針研究方面取得進(jìn)展