pH响应纳米金组装/解组装体系及其在肿瘤诊断与治疗上的潜在应用

近年来，纳米粒子自组装被广泛用于生物医用材料的设计，刺激响应性组装/解组装纳米粒子更是受到了科研工作者的广泛关注。利用纳米体系的高pH组装-低pH解组装性质，能够同时增强EPR效应和肿瘤内部的渗透性，在程序化靶向、可控释药等方面都具有潜在应用价值；而高pH解组装-低pH组装体系能够减少血液循环中背景干扰，提高肿瘤部位的成像及光热治疗的准确性，在拉曼成像和光热治疗等方面也具有很好的应用前景。然而，对于体内不同的应用需求，目前尚没有一种简单通用的策略能够在单一刺激方式下（比如肿瘤微酸环境）实现组装-解组装或解组装-组装的转变。

最近，南开大学化学学院袁直课题组通过在金纳米粒子表面共同修饰聚乙二醇（PEG）和两种具有不同疏水性的pH响应性小分子，构建了pH响应组装/解组装体系。通过对金纳米粒子组装机理的研究发现，影响金纳米粒子组装/解组装的因素是PEG提供的空间斥力与pH响应性小分子提供的疏水引力。当pH响应性小分子是二正丁基叔胺（Bu）和吡咯烷叔胺（Py）时，该体系可实现高pH时组装-低pH时解组装，通过调节Bu和Py的修饰摩尔比，状态转变的pH值可在pH8.2-5.8范围内精确调控(图1(a))。反之，当pH响应性小分子为对巯基苯甲酸（Benzoic）和对羟基苯硫酚（Phenol）时，体系会在高pH解组装-低pH组装，状态转变的pH值在pH8.2-4.2范围内变化(图1(b))。状态转变的pH范围涵盖了正常组织、肿瘤组织及多种细胞器，这种特性为其后续在体内应用奠定了良好的基础。并且，通过调节pH，无论是组装-解组装体系还是解组装-组装体系，都具有再组装或再解组装的性质。

图1 (a)组装-解组装体系的转变pH及相应的Bu与Py摩尔比例；(b)解组装-组装体系的转变pH及相应的Phenol与Benzioc摩尔比例。

重要的是，文章同时用一系列实验证明了该组装/解组装体系在pH响应性的荧光成像、拉曼成像和光热转换方面具有良好的性质（图2）。这种双向可调组装/解组装平台有望提高肿瘤诊疗的精确性和灵敏度。图2 (a) 载吡组装-解组装纳米金在pH 7.4, 7.2, 6.8 和6.6时的荧光强度；(b) 解组装-组装纳米金在pH 7.2 和6.8时的拉曼光谱；(c)不同浓度解组装-组装纳米金温度变化曲线。

相关成果以“pH-Sensitive assembly/disassembly gold nanoparticles with the potential of tumor diagnosis and treatment”为题，在线发表于Science China Chemistry (Doi：10.1007/s11426-018-9354-0)

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通讯作者简介:

袁直  南开大学化学学院教授，博士生导师。长期从事智能靶向药物传递系统、高选择性吸附分离功能高分子材料等研究。主持国家自然科学基金重点基金及多个面上项目。