pH是生命體一個重要的生理因素，在細胞內(nèi)吞、內(nèi)吞體成熟、溶酶體代謝、藥物遞送以及免疫相關(guān)疾病等過程中發(fā)揮了重要作用。因此，精確響應(yīng)和監(jiān)測生命過程中的細微pH差異和波動對于生命科學研究至關(guān)重要。由于兩親性納米材料自組裝的正協(xié)同效應(yīng)，pH敏感聚合物的納米組裝體系表現(xiàn)出顯著優(yōu)于一般小分子探針的pH響應(yīng)精準性和可調(diào)性，并具有化學結(jié)構(gòu)多樣、信號對比度高等優(yōu)點。但是，傳統(tǒng)的化學結(jié)構(gòu)設(shè)計會引起研究者對體內(nèi)安全性的顧慮，生命過程的復雜性也對生物材料的應(yīng)用性能提出更高要求。因此，如何通過化學結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計發(fā)展新型pH超敏感聚合物體系，成為亟待解決的科學問題。

近日，學術(shù)期刊Angewandte Chemie International Edition在線發(fā)表了北京大學藥學院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室汪貽廣研究員研究團隊的最新研究成果“A pH-Responsive Nanoparticle Library with Precise pH Tunability by Co-Polymerization with Non-Ionizable Monomers（基于非離子化單體的共聚策略實現(xiàn)納米粒子庫pH響應(yīng)性精準調(diào)控）”的研究工作。這項研究基于課題組已有的pH超敏感 (Ultra-pH-sensitive, UPS) 納米技術(shù)平臺(系列研究成果見如下論文:Nat. Commun., 2021, 12, 2358; Angew. Chem., 2021, 133, 14633-14641; NanoLett., 2021, 21, 4371-4380)，創(chuàng)新性地將不具有pH響應(yīng)性的非離子化單體引入pH敏感聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，創(chuàng)建了一類新型pH超敏感納米體系。該研究在保留原有UPS納米技術(shù)高靈敏性、高響應(yīng)性的基礎(chǔ)上，簡化了含叔胺單體（可離子化的pH敏感單體）的種類選擇，降低了含叔胺單體的比例以提高安全性，并大大豐富了UPS納米體系的化學結(jié)構(gòu)設(shè)計理念。

利用該項策略，僅使用一種具有特定pKa的pH敏感單體，即可實現(xiàn)pH響應(yīng)點（pHt）為4.0-7.4范圍的pH超敏感納米粒子庫的構(gòu)建。將多種熒光探針標記在一系列UPS聚合物上，構(gòu)建了一系列pHt為5.0-7.0的多色UPS納米粒子庫，實現(xiàn)了對細胞的早期內(nèi)涵體-晚期內(nèi)涵體-溶酶體及逐漸酸化的實時成像；同時，UPS納米制劑顯現(xiàn)出優(yōu)異的腫瘤特異性成像效果；此外，該制劑的安全性顯著優(yōu)于第一代UPS納米制劑。相關(guān)研究發(fā)表被Angew. Chem. Int. Ed. 2022推薦為VIP文章，并申請了國家發(fā)明專利。

這項研究得到國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金、北京市自然科學基金項目的資助支持。汪貽廣為本研究論文的通訊作者，北京大學藥學院2017級六年制學生趙瑞陽和付川詢?yōu)檎撐牡牡谝蛔髡摺?/p>

作者簡介：

汪貽廣，博士，北京大學研究員、博士生導師，藥學院藥劑學系主任、天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室課題組長。主要從事智能納米藥物遞送及疾病診療研究，取得了一系列創(chuàng)新性成果。作為負責人獲得國家自然科學基金“優(yōu)秀青年科學基金”、北京市自然基金“杰出青年科學基金”、國家重點研發(fā)計劃等資助。先后獲得2015年中國藥學會-中恒青年藥劑學獎、2017年中國藥學會-賽諾菲青年生物藥物獎。目前擔任中國藥學會藥劑學專委會委員、中國藥學會納米藥物專委會委員等。

來源：北京大學