论文作者：徐艳琪，指导教师：王鹏
所属学院：工学院，二级学科：制药工程
01 导师说
检测生物体中硫酸酯酶对于硫酸酯酶过表达的癌症诊断具有重要意义。我们在文献调研过程中发现尚未有可用于硫酸酯酶体内检测的荧光探针。徐艳琪同学凭借扎实的理论知识储备，综合运用所学，在构建荧光探针时着重挖掘AIE性质，成功开发出两种可以用于硫酸酯酶检测的AIE荧光探针，并在小鼠肺转移模型中将其用于体内成像与荧光引导下的肿瘤手术切除。从论文整体来看，其选题新颖独特，研究思路清晰明确，论据详实可靠，研究内容与结论展现出前瞻性与创新性，为后续研究奠定了坚实基础，具有较重要的学术意义和良好的应用前景。
02 作者说
荧光探针在人类生活中，应用非常广泛，如生物分子检测，细胞成像，药物筛选，医学诊断等方面。2001年，唐本忠团队提出了聚集诱导发射（AIE）的概念，描述了一种与ACQ效应相反的异常现象，在溶液中显示微弱的荧光，甚至没有荧光，但是一旦聚集就会发出强烈的荧光。基于AIE荧光团的独特特性，将AIE荧光团与酶的识别单元结合，设计出特异性酶生物探针，具有低背景干扰、高信噪比、优异的光稳定性和显著的荧光信号放大等优点。
开始之初，我们假设AIEgen可以与硫酸酯酶的疏水性区域结合且相互作用，实现AIE荧光信号的增强。首先通过研究硫酸酯酶蛋白晶体结构中潜在的疏水性空腔，通过分子对接发现荧光团DQM-OH与硫酸酯酶的疏水性空腔结合后，可能表现出较强的AIE发射信号。经进一步的硫酸酯键修饰后，发现了探针DQM-SULF可以自主装成纳米颗粒。经体外实验证明了该纳米探针可以特异性的识别硫酸酯酶，且具有灵敏度高、响应时间快、检测限低等优点。进一步的细胞和体内研究，也证实了该探针可以通过吸入给药的方式实现对肿瘤肺转移模型中硫酸酯酶活性的体内成像和荧光引导下的肿瘤手术切除，表明纳米探针 DQM-SULF具有作为吸入式造影剂检测癌细胞和荧光导航手术切除肿瘤的潜力。
研究生期间完成的研究工作，离不开老师的悉心教导，师兄师姐的关心帮助。老师的专业和鼓励给了我莫大的帮助，让我从实验的迷茫中逐渐找到能够成功的方向。犹记得，最后一步的合成实验卡了我很久没有结果，老师每次都会和我说，别放弃，再试试，好在坚持是有结果的。这三年的生活为我的职业生涯奠定了坚实的基础，让我能够在医药行业中发光发热。
03 硕士论文简介
癌症的早期准确诊断对于提高癌症存活率和增加治愈机会具有重要意义。硫酸酯酶作为潜在的肿瘤标志物，参与细胞信号调节、激素合成等生物学过程，与恶性肿瘤的发生和发展都密切相关，并在多种癌症中均异常表达。本研究基于AIE荧光团喹啉-丙二腈设计合成了用于体内外检测硫酸酯酶的荧光探针DQM-SULF。探针DQM-SULF以疏水性DQM衍生物为核心，以亲水性硫酸酯键为硫酸酯酶的识别单元。由于两亲性的结构，探针可以在水溶液中自组装形成纳米颗粒。纳米探针DQM-SULF在硫酸酯酶的作用下被水解成荧光团DQM-OH，DQM-OH因其溶解性和极性变化而发出AIE荧光。此外，AIE荧光团DQM-OH还可以与硫酸酯酶的疏水空腔结合，通过疏水性相互作用使荧光团的荧光发生二次信号增强。DQM-SULF被成功地应用于检测癌细胞中过表达的硫酸酯酶，并且可区分正常细胞与癌细胞。重要的是，该纳米探针成功地通过吸入式肺部给药，实现了对转移性肺肿瘤模型中的硫酸酯酶活性的体内成像，表明纳米探针DQM-SULF具有作为吸入式造影剂检测癌细胞的潜力。
学术成果
1.A sulfatase-activatable AIEgen nanoprobe for inhalation imaging-guided surgical excision of lung cancer[J]. Chemical Engineering Journal, 2021, 428: 132514.
2.一种硫酸酯酶响应的AIE 纳米探针及其制备方法与应用[P]. ZL202110863445.2。
