奇物论联合纳米人编辑部对2020年国内外重要科研团队的代表性成果进行了梳理，今天，我们要介绍的是新加坡南洋理工大学浦侃裔教授课题组。浦侃裔，现为新加坡南洋理工大学化学与生物医学工程学院(SCBE) 副教授。目前的研究方向侧重于有机光学纳米探针在疾病诊疗与药物毒性检测中的应用，涉及智能响应型活体荧光、光声成像，纳米医药，光热调控离子通道与基因表达等研究。首次提出的可降解共轭聚合物用于余辉 (Afterglow) 成像发表于Nature Biotechnology。目前发表学术论文180余篇（包括Nature Biotechnology, Nature Nanotechnology, Nature Communication, JACS, AM, Angew Chem等），著作3章，专利6项，h-index为76(截止2020年)。1.分子成像:在分子水平上对疾病微环境中的病理过程进行检测和监测，以评估预后、诊断和治疗结果2.化学生物学:设计和合成可激活的成像探针，以揭示活性自由基如何调节肿瘤代谢，促进转移和血管生成，并促进耐药表型3.材料科学:利用最先进的成像方式如光声成像、近红外荧光成像和生物发光成像等发展有机半导体纳米材料，以提高成像穿透深度和空间分辨率4.生物技术:开发无创高通量药物筛选技术，重点研究药物代谢的实时体内成像和药物诱导毒性的演化以下按照两个部分对浦侃裔团队2020年期间发表的部分成果进行归纳，供大家学习和交流。铁基纳米材料具有诱导细胞铁死亡的能力，为抗癌提供了一种创新的方法。为了提高抗癌效果，目前的“铁死亡”治疗纳米制剂往往与其他治疗方式相结合，但这使得它们具有复杂的纳米结构和多金属成分。在此，新加坡南洋理工大学浦侃裔等人报告了铁螯合半导体多复合纳米颗粒（SPFeN）在光声（PA）成像引导下用于癌症光热“铁死亡”治疗的研究进展。1）杂化“铁死亡”治疗聚合物纳米制剂由铁死亡引发剂(Fe3+)、作为光热纳米换能器和铁离子螯合剂的两亲性半导体多聚物(SPc)组成。SPFeN通过聚乙二醇(PEG)接枝，体积小，全身给药后在活体小鼠肿瘤内有效积聚，可通过PA显像进行监测。2）在酸性肿瘤微环境中，SPFeN会产生上调的羟基自由基，导致铁死亡；同时，在近红外(NIR)激光照射下，SPFeN会产生局部热，不仅可以进一步加快Fenton反应速度，还可以进行光热治疗。3）与以往的研究相比，SPFeN的这种协同光热、“铁死亡”治疗作用不仅使铁的用量降至最低，而且有效地抑制了活体小鼠肿瘤的生长，这是对照组所不能做到的。因此，这项研究提供了一种聚合的方法，将其他治疗方式与“铁死亡”疗法相结合，以加强癌症治疗。Shasha He, et al. Semiconducting Polycomplex Nanoparticles for Photothermal Ferrotherapy of Cancer, Angew. Chem. Int. Ed., 2020.DOI: 10.1002/anie.202003004http://doi.org/10.1002/anie.2020030042. Chem. Soc. Rev.：利用分子和纳米工程方法以激活癌症免疫治疗新加坡南洋理工大学浦侃裔教授对利用分子和纳米工程等方法对癌症免疫治疗进行激活和改进的相关研究进行了综述展望。1）癌症免疫治疗是一种新兴的治疗策略，即通过调节免疫系统以对抗癌症。虽然一些免疫治疗药物已实现了临床应用，但患者的低响应率和潜在的免疫相关不良反应仍然是亟待解决的两大挑战。纳米药物具有递送的可控性和灵活性等优点，因此它也为安全有效地促进免疫治疗的临床转化提供了新的策略。2）作者在这篇综述中讨论了如何将纳米药物与免疫治疗相结合，并重点介绍了利用分子和纳米工程的方法以实现可被激活的癌症免疫治疗。这些可被激活的纳米试剂仅在对内部或外部刺激做出反应后才会发挥免疫治疗作用。因此它们不仅能局部重新编程肿瘤微环境和激活抗肿瘤免疫效应，也能同时减少免疫相关不良反应的发生率。随后，作者也讨论了可被激活的免疫治疗纳米试剂的分类，并对其临床应用前景和面临的挑战进行了概述。Chi Zhang. et al. Molecular and nanoengineering approaches towards activatable cancer immunotherapy. Chemical Society Reviews. 2020https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00773c#!divAbstract3.Nature Commun：用于红外二区光热铁疗法的可转换杂化半导体高分子纳米酶尽管铁氧疗法在癌症治疗中的前景非常广阔，但由于芬顿反应在肿瘤环境中的催化效率受到损害，其治疗效果仍然很差。有鉴于此，山西医科大学的张瑞萍和新加坡南洋理工大学的浦侃裔报导了一种光声（PA）成像引导的用于红外二区光热铁疗法的具有高光热转换效率的混合半导体纳米酶（HSN）。 1）首先合成了pTBCB(-Br) 聚合物前驱体，随后通过用叠氮化物取代溴化物将pTBCB-Br转化为pTBCB-N3，然后通过无铜点击化学将其与DBCO-mPEG2000接枝以获得pTBCB-PEG。pTBCB-PEG具有两亲性，可在水溶液中自发自组装成为HSN0纳米颗粒。同时，通过在自组装过程中简单地将亚铁离子添加到pTBCB-PEG溶液中可以很容易地制备纳米酶HSN。2） HSN包含两亲性半导体聚合物作为光热转换器，PA发射器和铁螯合的Fenton催化剂。在光照下，HSN不仅能产生大量热量以诱导细胞毒性，而且可以增强芬顿反应。·OH生成的增加既促进了铁死亡又促进了细胞凋亡，而且氧化了HSN（42 nm），并将其转变为具有提高的肿瘤内通透性的微小片段（1.7 nm）。非侵入性无缝协同作用导致放大的治疗效果，包括深的消融深度（9 mm），减少转移相关蛋白的表达以及抑制原发肿瘤到远处器官的转移。该研究提供了一种通用的纳米酶策略来补偿铁疗法和光疗剂，从而使肿瘤完全消退。YuyanJiang et al. Transformable hybrid semiconducting polymer nanozyme for secondnear-infrared photothermal ferrotherapy. Nat. Commun., (2020)DOI:10.1038/s41467-020-15730-xhttps://www.nature.com/articles/s41467-020-15730-x4. Angew综述：电磁纳米药物用于癌症免疫联合治疗新加坡南洋理工大学浦侃裔教授对用于癌症免疫联合治疗领域的电磁纳米药物的相关研究进展进行了综述介绍。1）免疫治疗是利用免疫系统的力量来消除恶性细胞，为治疗癌症提供了一种高效的方法。然而，有限的患者响应率和潜在的免疫相关不良事件也是癌症免疫治疗所面临的两个主要问题。研究表明，电磁纳米材料产生由电磁能量触发的热/活性氧，进而可用于癌症的磁热治疗、声动力治疗、光热治疗、光动力治疗和放射治疗，并具有诱导免疫原性细胞死亡的能力。2）作者在文中综述了近年来电磁纳米药物在肿瘤免疫联合治疗方面的研究进展，重点介绍了电磁纳米药物在肿瘤免疫治疗过程中对免疫抑制肿瘤微环境的重编程和增敏作用；此外，作者也讨论了电磁纳米药物在癌症免疫联合治疗领域所面临的挑战和发展前景。Jingchao Li. et al. Electromagnetic nanomedicines for combinational cancer immunotherapy.DOI: 10.1002/anie.202008386https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2020083865. AM：可被激活的聚合物纳米酶用于光动力-免疫代谢癌症治疗肿瘤免疫代谢对肿瘤的增殖和免疫细胞活性起着重要作用，因此其对于肿瘤免疫治疗的效果也有着不可忽略的影响。目前，通过调节免疫代谢来促进癌症免疫治疗的主要方法是基于小分子抑制剂的策略，而这类小分子抑制剂往往会遇到脱靶不良反应、耐药性和不可持续反应等问题。相比之下，酶疗法可以很好地解决这些限制，但这一方法尚未被有效地开发。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授报道了一种可被近红外光激活、具有免疫治疗效果的有机聚合物纳米酶(SPNK)，并将其用于实现光动力-免疫代谢治疗。 1）SPNK是由半导体聚合物内核与犬尿氨酸酶 (KYNase)通过可被单线态氧(1O2)裂解的连接子相结合而组成。在近红外光照射下，SPNK会产生1O2，这样不仅可以发挥光动力作用以诱导肿瘤免疫原性细胞死亡，还可以诱导释放KYNase并触发其活性以降解免疫抑制型犬尿氨酸(Kyn)。2）实验表明，这种由SPNK介导的联合作用可以促进效应T细胞的增殖和浸润，进而增强全身抗肿瘤T细胞免疫，最终抑制原发肿瘤和远端肿瘤的生长。综上所述，这一研究报道了一种新型的光动力治疗方法，为实现远程控制的酶免疫调节和改善抗癌治疗提供了新的策略。Ziling Zeng. et al. Activatable Polymer Nanoenzymes for Photodynamic Immunometabolic Cancer Therapy. Advanced Materials. 2020DOI: 10.1002/adma.202007247https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.2020072476.Adv. Mater：近红外II区光热半导体聚合物纳米佐剂用于增强肿瘤免疫治疗免疫治疗已成为治疗癌症的一种重要选择。然而，免疫治疗的效果往往是有限的，仍需要进一步改进。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授、华中科技大学张燕副教授和同济大学罗宇老师构建了一种由光热触发释药的半导体聚合物纳米佐剂(SPNIIR)，并将其用于近红外II区(NIR-II)光热-免疫治疗。1）SPNIIR以半导体聚合物纳米颗粒内核作为NIR-II光热转换器，掺杂有toll样受体(TLR)激动剂作为免疫治疗佐剂，其外部包裹有一层热响应的脂质外壳。在NIR-II光照射下，SPNIIR能有效地产生热量，这也不仅能对肿瘤进行光热治疗和诱导免疫原性细胞死亡(ICD)，而且还能“熔化”脂质层，实现TLR激动剂的按需释放。2）研究表明，ICD和TLR7/TLR8的结合能够增强树突状细胞的成熟，从而提高抗肿瘤免疫反应。因此，在小鼠模型中，SPNIIR介导的NIR-II光热-免疫疗法可以有效地抑制原发肿瘤和远端肿瘤的生长，并消除其肺部转移。因此，这一研究也为开发远程控制的智能递送系统以实现协同光-免疫癌症治疗提供了新的方法。Jingchao Li. et al. Second Near-Infrared Photothermal Semiconducting Polymer Nanoadjuvant for Enhanced Cancer Immunotherapy. Advanced Materials. 2020DOI: 10.1002/adma.202003458https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.2020034587.Acc. Chem. Res.综述：半导体聚合物材料作为可用于癌症治疗的近红外光活化治疗剂癌症疗法通常在临床中用于治疗癌症并控制其恶化，各种治疗药物被广泛使用。为了减少副作用，研究人员致力于开发可以被过度表达的癌症生物标记物激活的治疗前药。但是，在正常组织中，这些药物的激活仍然面临一定程度的脱靶问题，这就激发了研究人员设计外部刺激可激活治疗剂的兴趣。在这方面，可光活化的治疗前药已经应用于癌症治疗。然而，由于对光不稳定部分的固有特征，大多数可光活化的治疗药物仅响应紫外可见光，从而限制了其在体内的应用。因此，研究人员迫切需要研发出能够满足由近红外（NIR）光激活、光毒性小且又有强组织穿透力等条件的的治疗药物。
近日，新加坡南洋理工大学的Kanyi Pu教授课题组发表综述文章，总结了半导体聚合物纳米材料（SPN）作为可用于癌症治疗的近红外光活化治疗剂的研究进展。1）半导体聚合物纳米材料（SPN）由π共轭聚合物转化而成，这些共轭聚合物可以有效地将NIR光转换为热或单线态氧（1 O2）。具有光热和光动力特性的SPN还可以直接用作光药物或用作光传感器，以激活光热或1 O 2响应性的治疗药物。2）通过负载或化学连接的方法，将半导体聚合物纳米材料（SPN）与治疗药物（例如佐剂，基因和酶）结合，可制备出基于SPN的光热响应性治疗剂。例如，光热触发的佐剂释放会特异性激活细胞膜上的某些蛋白质离子通道，导致离子过量注入引起线粒体功能障碍，进而导致癌细胞凋亡。此外，对温度敏感的菠萝蛋白酶经过光热激活后可以促进胶原蛋白（细胞外基质的主要成分）的原位降解，使得药剂在肿瘤组织中的积累得到改善，从而扩大治疗效果。3）基于SPN的1 O 2响应性治疗剂是由SPN与笼状治疗药物通过低氧或1 O 2的可裂解连接共价结合而成。在近红外光照射下，SPN消耗氧气生成1 O 2，可以产生光动力疗法（PDT），同时也破坏了低氧或1 O 2的可裂解连接部分，笼状治疗分子（例如，化疗药物，酶和抑制剂）则被释放和原位活化。这种基于SPN的治疗剂的远程激活可用于诱导DNA损伤，核糖核酸降解，抑制蛋白质生物合成或在活体动物的肿瘤中激活免疫系统。通过光动力疗法与这些生物作用的NIR光活化的协同作用，这些治疗药物可有效消除肿瘤，甚至完全抑制肿瘤转移。综上，该综述强调了半导体聚合物纳米材料（SPN）在构建各种近红外（NIR）光活化治疗药物方面的潜力，这些治疗剂可在指定的时间和位置以较高的治疗结果和精度治疗癌症。Jingchao Li, Kanyi Pu*. Semiconducting Polymer Nanomaterials as Near-Infrared Photoactivatable Protherapeutics for Cancer. Acc. Chem. Res. 2020.https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b005698. Angew：肾清除型大分子报告物用于膀胱癌的近红外荧光成像膀胱癌（BC）是一种高发病率和高死亡率的常见疾病。但是，由于缺乏具有高肾清除率的癌症特异性光学剂，因此对BC进行体内光学成像仍然具有挑战性。于此，新加坡南洋理工大学浦侃裔教授等人合成了一个大分子报告物（CyP1），用于活体小鼠BC的实时近红外荧光（NIRF）成像和尿液分析。CyP1具有高度的肾脏可清除性（注射后24 h注射剂量约为94％）和癌症生物标志物（APN：氨肽酶N）特异性，可以有效地进入膀胱，并特异性打开其NIRF信号，报告活体小鼠中BC的检测。此外，CyP1可用于光学尿液分析，允许在体外跟踪肿瘤进展进行治疗评估，并易于将CyP2转化为体外诊断分析。因此，这项研究不仅为BC的非侵入性诊断提供了新的机会，而且为开发用于检测膀胱疾病的分子报告分子提供了有用的指导。J.Huang, et al. A Renal-Clearable Macromolecular Reporter for Near-InfraredFluorescence Imaging of Bladder Cancer. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4415.https://doi.org/10.1002/anie.2019118599. Angew：可肾清除的双光探针用于对造影剂所致的急性肾损伤进行实时成像造影剂所致的急性肾损伤(CIAKI)是一种医学并发症，其具体表现为患者在使用造影剂后肾功能迅速恶化。而由于目前对CIAKI进行的诊断通常依赖于在体外检测晚期的血液或尿液中的生物标志物，因此这种诊断方式往往不够实时和敏感。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授团队合成了一种用于对CIAKI进行体内实时成像的可激活双光探针(ADR)。ADR具有化学发光和近红外荧光(NIRF)两种信号通道,可以分别被氧化应激(超氧化物阴离子,O2•-)和溶酶体损伤(NAG)激活。由于ADR具有较高的肾脏清除效率，它可以在出现肾小球滤过率(GFR)显著降低和CIAKI组织损伤之前对活体小鼠肾脏中的O2•-和NAG的升高状况进行检测。这种机制也使得ADR的检测效果要优于目前的临床检测方法，因此这一工作也为在分子水平上对肾功能进行实时的无创监测提供了新的策略。JiaguoHuang, et al. Renal-Clearable Duplex Optical Reporter for Real-time Imaging ofContrast-induced Acute Kidney Injury. Angewandte Chemie InternationalEdition. 2019https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20191013710. AM：用于急性肾损伤实时双成像的荧光光声聚合物肾报告器
与传统的光学成像相比，光声(PA)显像剂检测疾病组织和生物标志物具有更高的穿透深度和更高的空间分辨率，因此具有广阔的临床应用前景。然而，现有的PA显像剂经常遇到体内排泄慢、信号特异性低的问题，这影响了它们在体内的检测能力。有鉴于此，新加坡南洋理工大学的浦侃裔等研究人员，合成了一种荧光光声聚合物肾报告器(FPRR)，用于药物所致急性肾损伤(AKI)的实时成像。FPRR同时开启近红外荧光和PA信号，以响应具有高度敏感性和特异性的AKI生物标记物(γ-谷氨酰转移酶)。FPRR具有较高的肾脏清除率(注射后24h为78%)，可在药物治疗后24 h通过实时显像和光学尿液分析检测顺铂诱导的AKI，比血清生物标记物升高和组织学改变早48 h。更重要的是，PA成像的深层组织穿透能力导致信号背景比比NIRF成像高2.3倍。因此，这项研究不仅展示了第一个可激活的PA探针，用于在分子水平上实时灵敏地成像肾功能，而且还突出了具有高肾脏清除率的聚合物探针结构。Penghui Cheng, et al. Fluoro‐Photoacoustic Polymeric Renal Reporter for Real‐Time Dual Imaging of Acute Kidney Injury. Advanced Materials, 2020.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.20190853011. Chem. Sci.综述：接枝半导体聚合物两亲体用于多模态光学成像和联合光学治疗南京邮电大学范曲立教授和新加坡南洋理工大学浦侃裔教授对用于多模态光学成像和联合光学治疗的半导体聚合物两亲体及其相关研究进展进行了综述介绍。1）半导体聚合物纳米颗粒(SPNs)在生物医学领域的应用正越来越受到研究人员的关注。然而，当有两亲性共聚物存在时，利用纳米沉淀法制备SPNs往往会到遇到诸多的问题。由半导体聚合物主链和亲水侧链组成的接枝半导体聚合物两亲体SPAs可作为SPNs的替代品，其也具有较高的生理稳定性和良好的光学性能。2）作者在文中就近年来SPAs在癌症影像学和联合光疗中的研究进展做了综述，并介绍了SPAs在光学成像中的应用，包括荧光、光声、多模态和可激活成像等；随后，作者也讨论了SPAs在成像指导的光学治疗、联合治疗、光触发药物递送和基因调控等方面的应用；最后，作者对该领域的未来发展前景进行了展望讨论。Chen Xie. et al. Grafted Semiconducting Polymer Amphiphiles for Multimodal Optical Imaging and Combination Phototherapy. Chemical Science. 2020https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/d0sc01721c#!divAbstract12. Angew：一种用于浸润性肿瘤近红外荧光和光声成像的可激活聚合物报告剂区分性检测浸润性和非浸润性乳腺癌对于有效治疗和预后至关重要。然而，能够在体内如此进行的可激活探针很少。于此，南洋理工大学浦侃裔和苏州大学苗庆庆等人报道了一种可激活的聚合物报告物P-Dex），该报告物专门针对浸润性乳腺癌中过度表达的尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA）特异性开启近红外（NIR）荧光和光声（PA）信号。1）P‐Dex具有肾脏可清除的右旋糖酐主链，该主链与笼罩有uPA可裂解肽底物的NIR染料相连。2）这种分子设计使P‐Dex能够被动地靶向肿瘤，激活NIR荧光和PA信号以有效地区分浸润性MDA‐MB‐231乳腺癌和非浸润性MCF‐7乳腺癌，并最终进行肾脏清除以最大程度地降低毒性潜能。因此，该聚合物报告分子对于早期发现恶性乳腺癌具有广阔的前景。Q. Li, et al., An Activatable Polymeric Reporter for Near‐Infrared Fluorescent and Photoacoustic Imaging of Invasive Cancer. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 7018.https://doi.org/10.1002/anie.20200003513.Chem. Soc. Rev.：化学发光用于生物成像和治疗大连理工大学樊江莉教授和新加坡南洋理工大学浦侃裔教授对化学发光在生物成像和治疗领域中的最新进展进行了综述。 1）化学发光，一般是指通过化学反应所引起和激发产生的光，它也已成为一种用于生物成像和体内治疗的新工具。化学发光由于无需外部的激发光，因此可以有效地避免荧光技术中所存在的背景自荧光，因此其可在生物成像中提供了极高的信噪比和灵敏度。此外，原位发射的光子也可以取代传统的激发光来用于光动力学治疗和药物释放，以对深部疾病或肿瘤进行监测和治疗。2）作者在文中重点介绍了基于发光体底物的化学发光平台，并系统地总结了这类平台的设计原则、传感机制和一些代表性的化学发光探针在生物诊疗领域中的应用；最后，作者也讨论了化学发光平台在生物成像和治疗方面所面临的挑战和发展前景。
Mingwang Yang. et al. Chemiluminescence for bioimaging and therapeutics: recent advances and challenges. Chemical Society Reviews. 2020
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/d0cs00348d#!divAbstract14.Anal. Chem：多路光学尿液分析用于药物性肾损伤的早期检测药物性肾损伤(DIKI)是造成急性或慢性肾损伤的一个重要原因。然而，目前的临床诊断方法往往不能准确、及时地对其进行早期检测。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授构建了一种可被激活的分子尿液探针 (MURs)，它能够对多种尿液标志物进行专门检测。（1）由于具有离散的吸收和发射特性，MURs和标志物的混合物可以通过鸡尾酒型策略以用于对药物诱导的急性肾脏损伤(AKI)和慢性肾脏疾病(CKD)小鼠模型进行多重光学尿液分析。（2）MURs鸡尾酒传感器不仅能较早地检测到药物诱发的AKI和CKD，而且也具有较高的诊断准确性。因此，无论在临床前的药物筛选还是在临床实际应用中，MURs都有望在实现肾脏功能的早期检测方面发挥重要作用。
Penghui Cheng. et al. Multiplex Optical Urinalysis for Early Detection of Drug-Induced Kidney Injury. Analytical Chemistry. 2020DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00989https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c0098915.Adv. Funct. Mater：近红外化学发光探针用于对肾脏中的活性氧和活性氮物种进行成像化学发光比荧光更为敏感，但大多数化学发光探针往往只能发出可见光，而且水溶性较低，这也使得它们的体内成像效果不佳。新加坡南洋理工大学浦侃裔教授合成了两种近红外(NIR)化学发光探针(NCRs)，其具有很高的肾脏清除效率，并可用于对肾脏中的活性氧和活性氮物种（RONS）进行实时成像。1）NCR1和NCR2的近红外化学发光可以分别被超氧阴离子(O2•−)和过氧亚硝酸盐(ONOO−)特异性激活。同时，NCRs也具有很高的敏感性和肾脏清除效率，不仅能对胞内的内源性RONS的细微上调进行检测，还能对肾脏内的RONS进行无创监测。2）研究表明相对于NCR2来说，NCR 1会被更早地激活，由此证明在药物诱导的急性肾损伤(AKI)中的O2•−和ONOO−会发生序列上调。此外，实验通过对代谢出来的NCRs进行荧光检测，可以实现对AKI的尿液分析，能够比组织学分析更早地（24小时）检测到RONS的上调情况。
Jingsheng Huang. et al. Near-Infrared Chemiluminescent Reporters for In Vivo Imaging of Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Kidneys. Advanced Functional Materials. 2020DOI: 10.1002/adfm.202003628https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.20200362816.AM：室温下的磷光共振能量转移用于构建近红外余辉显像试剂余辉成像能够在光激发停止后检测到光子发射，进而避免了组织的自发荧光的干扰，因此它比传统的荧光成像具有更高的灵敏度。纯有机分子的室温磷光(RTP)是一种新型的良性余辉试剂。然而，大多数RTP荧光素只能发射具有浅层组织穿透能力的可见光，这也限制了其在体内的应用。武汉大学李振教授和李倩倩副教授、新加坡南洋理工大学浦侃裔教授设计了一种发射在近红外（NIR）范围内的有机RTP纳米探针(mTPA-N)，并将其用于进行活体余辉成像。 1）该探针以RTP分子(mTPA)作为磷光发生器，NIR荧光染料作为能量受体，它可以通过室温下的磷光共振能量转移(RT-PRET)以在780 nm处产生红移磷光发射。2）由于消除了背景噪声以及产生了红移余辉信号，因此mTPA-N可以在活体小鼠的淋巴结中进行高信噪比成像。综上所述，这一研究利用RT-PRET的构建策略为发展有机RTP发光试剂以实现NIR余辉显像提供了一条新的途径。
Qianxi Dang. et al. Room-Temperature Phosphorescence Resonance Energy Transfer for Construction of Near-Infrared Afterglow Imaging Agents. Advanced Materials. 2020DOI: 10.1002/adma.202006752https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.20200675217.Angew：可被激活的聚合物纳米探针用于对T淋巴细胞进行近红外荧光-光声成像开发实时非侵入性成像探针是评估细胞毒性T细胞(CTLs)的浸润和活化情况对于预测癌症免疫治疗效果来说十分关键，但这在目前仍然是一个很大的挑战。华中科技大学张燕副教授、新加坡南洋理工大学浦侃裔教授和苏州大学苗庆庆教授报告了一种可被激活的半导体聚合物纳米探针(SPNP)，并将其用于对与CTLs活化相关的生物标志物(颗粒酶B)进行近红外荧光(NIRF)和光声成像(PA)。 1）SPNP由半导体聚合物(SP)和可被颗粒酶B裂解、染料标记的侧链肽组成，而两者都能发出NIRF和PA信号。经全身给药后，SPNP能够被动靶向肿瘤，并与颗粒酶B发生原位反应以释放染料标记肽，进而导致染料的NIRF和PA信号降低，而聚合物的信号则不变。2）实验结果表明，SPNP的比率NIRF和PA信号与颗粒酶B的表达水平和CTLs的瘤内群体密切相关。综上所述，这一研究不仅设计了首个可用于体内免疫激活成像的PA探针，而且也为设计其他免疫相关生物标记物分子成像探针提供了新的策略。
Yan Zhang. et al. Activatable Polymeric Nanoprobe for Near-Infrared Fluorescence and Photoacoustic Imaging of T Lymphocytes. Angewandte Chemie International Edition. 2020DOI: 10.1002/anie.202015116https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20201511618.Angew：一种具有创纪录长近红外开启波长的分子化学发光探针化学发光成像因其内在的高灵敏度受到诊断成像的青睐。为了改善体内生物标志物的检测，急需开发同时具有近红外发射波长和易构建可活化探针的模块化设计的化学发光分子，但目前这样的分子仍非常少。有鉴于此，新加坡南洋理工大学的蒲侃义等研究人员，合成了一种具有创纪录长近红外开启波长的分子化学发光探针，可用于生物体内成像研究。1）研究人员通过将二氰亚甲基-4H-苯并噻喃或二氰亚甲基-4H-苯并硒吡喃与二氧杂环丁烷单元结合，创造出两种具有超长近红外发射波长（> 750 nm）的化学发光探针。2）通过用可降解基团进一步保护，研究人员进一步创造出仅在活性氧或酶存在时产生信号的近红外化学发光探针（NCP S），且该探针发光的组织最大穿透深度多达2 cm。3）糖修饰的近红外探针（NCP Sg）可以在β-半乳糖苷酶（一种肿瘤标记物）存在时激发波长为760 nm的化学发光，实现在活体小鼠中的不同肿瘤细胞中成像和区别不同表达水平的β-半乳糖苷酶。本研究提供了一种用于在活体的深层组织中对不同生物标记物成像的近红外化学发光探针分子模板。Kanyi Pu, et al. Molecular Chemiluminescent Probes with a Record Long Near‐infrared Turn‐on Wavelength for In vivo Imaging. Angewandte Chemie, 2020.DOI：10.1002/anie.202013531https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013531此外，浦侃裔团队2020年还发表了其他相关的高水平研究论文，由于篇幅关系就不在此一一展示，感兴趣的读者可前往该课题组网站进行学习。浦侃裔，新加坡南洋理工大学副教授，担任ACS应用高分子材料副主编，先进功能材料、生物共轭化学、ACS应用生物材料等期刊编辑顾问委员会成员，主要从事有机半导体聚合物的纳米成像探针和技术方面的研究工作。2007年，他在复旦大学获得硕士学位，2011年在新加坡国立大学获得博士学位。随后前往斯坦福大学医学院攻读博士后。目前发表学术论文180余篇，著作3章，专利6项，h-index为76(截止2020年)。他的创新工作获得多项奖项，包括日本化学会杰出报告奖、威利生物科学贡献奖和纳米生物技术青年创新奖。目前担任ACS Applied Polymer Materials和Biomaterials Research副主编
