朱为宏教授领衔的项目“有机功能染料稳定性强化原理与应用基础研究”荣获国家自然科学奖二等奖。该项目聚焦功能染料稳定性强化及其应用，基于强吸电子受体，系统性地通过分子内电荷分离、轨道能级与芳香离域度调控等策略，创新建立了精细化应用过程中染料的稳定性强化机制及原理：创新引入额外受体提出D-A-π-A新模型，实现了辅助受体强化分子内电荷转移及有效分离，建立了高稳定性敏化染料设计策略；基于强受体烯桥，揭示了芳香离域度和自组装调控光致异构反应能垒的机制，构建了双稳态光致变色染料新体系；基于强受体发展具有自主知识产权的高稳定性喹啉腈染料新母体，显著提升荧光染料稳定性及应用性能，并采用涡流强化实现染料聚集态的宏量、可控制备。项目总体上促进了功能染料在新兴领域高附加值应用。

 近日，华东理工大学朱为宏教授课题组和深圳大学余振强副教授课题组合作，利用聚集诱导发光（AIE）喹啉睛染料在不同粘度环境下荧光强度的变化，实现了煎炸油中食品危害物甘油三酯聚合物的实时快速检测，相关成果以“Broadening AIEgen application: rapid and portable sensing of foodstuff hazards in deep-frying oil”为题，发表于国际期刊Chemical Communications。

  煎炸科学属于食品研究领域主流学科，西式快餐、方便面、薯片、油条、麻花、兰花豆等均属煎炸食品。煎炸研究主要集中在煎炸油方向，在超过180 ℃的高温下反复煎炸，煎炸油会产生大量酸、醛、酮、酯、以及甘油三酯的二聚、寡聚等食品危害物并在煎炸油中不断积累（图1），这类危害物与消化、心血管疾病息息相关。一般认为甘油三酯聚合物含量达到10-16%时即达到食品安全警戒值，煎炸油应当被废弃。目前煎炸油中聚合物含量检测需将样品送至专业实验室通过液相色谱进行分析，流程繁琐，不利于快餐店等小商家自身的品控管理，存在较大的食品风险，因此迫切需要发展煎炸油甘油三酯聚合物的实时、现场检测方法。

图1 煎炸食品及甘油三酯聚合物产生示意图

  作者将新型的AIE喹啉腈荧光团与三苯胺单元连接，得到了AIE活性的荧光探针QM-TPA。三苯胺为大π结构，旋转时对外部粘度环境非常敏感，因而QM-TPA在不同粘度环境下呈现出不同强度荧光。在不同比例甘油（0-90% v/v）-乙醇体系下，粘度由1.2 cP增加至625 cP，与之对应的QM-TPA荧光强度增加了26倍，并且呈较好的直线关系，表明AIE探针QM-TPA能够定量地检测体系粘度的变化。

  论文作者吴玥、靳鹏伟博士毕业后曾在国际知名食品公司工作，针对QM-TPA对粘度敏感性质，创新性地将其引入到煎炸油甘油三酯聚合物实时快速检测中。在长时间高温煎炸下，煎炸油发生了大量的氧化与聚合反应，生成甘油三酯二聚或多聚化合物。通过100批薯条反复煎炸，煎炸油内聚合物积聚，液相色谱分析发现甘油三酯聚合物含量由最初的3.5%上升至13.65%，粘度也随之升高。利用QM-TPA进行荧光检测，发现其荧光强度与聚合物含量呈线性关系。基于荧光快速检测甘油三酯聚合物含量，避免需将样品送往专业实验室进行色谱分析的困扰，为煎炸油品质的实时、现场监控提供新的思路。

  该工作得到了国家自然科学基金委基础科学中心项目、上海市重大专项、深圳市科创委资助。

  文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cc/c9cc01172b#!divAbstract

华东理工大学朱为宏和郭志前教授课题组等采用理性的“step-by-step”分子设计策略来解决商业染料ThT的固有缺陷，通过引入亲脂性π-共轭噻吩桥扩展到NIR近红外波长范围，并使其满足BBB穿透性所需的亲脂性需求，进一步通过改变亲水性磺酸盐基团的取代位置，保证特定的亲水性使分子在结合Aβ沉积之前处于分散态，以保证AIE探针在未结合Aβ斑块前荧光维持荧光关闭off状态，展示了近红外(NIR)聚集诱导发射(AIE)-Aβ斑块活性探针的合理设计策略。近红外探针QM-FN-SO3已经很好地解决了AIE在较长发射的亲脂性要求和从水到蛋白质原纤维形成的聚集行为之间的问题，从而在体内检测具有显著结合亲和力的Aβ斑块的高保真反馈方面取得了突破，可以作为商业探针ThT或ThS的有效替代品。该研究成果今日以题为“Rational Design of Near-Infrared Aggregation-Induced-EmissionActive Probes: In Situ Mapping of Amyloid‑β Plaques with Ultrasensitivity and High-Fidelity”发表在知名期刊JACS上。

次序响应AND型逻辑门应用于智能药物输送系统

实时监测药物的传递和可控释放是实现肿瘤靶向性精准治疗的关键环节之一。然而，癌症复杂的生理环境和肿瘤异质性使得依托于生物标志物检测进行体内程序化精准诊疗仍存在巨大挑战。近日，华东理工大学精细所朱为宏教授和郭志前教授课题组在近红外荧光前药领域取得了新进展，以“Sequence-activated AND logic dual-channel fluorescent probe for tracking programmable drug release”为题发表于Chemical Science,2018, 9, 6176-6182。

该工作创新性提出基于布尔逻辑运算的双通道近红外智能药物输送系统，其所构建序列响应的AND型逻辑门可以有效避免前药免非特异性激活，只有通过内源性肿瘤标志物的精准激活才会进行药物释放。特别是双通道近红外荧光信号响应实现了对药物释放过程的实时示踪，能有效减少抗癌药物的副作用和实时监测药物何时、何地、如何发挥其治疗效果，这种序列响应的AND型逻辑门为开发精确可编程的药物输送系统和智能生物传感探针提供了新思路。该文章被Chemical Science评选为“2018 Chemical Science HOT Article Collection”、“2018 ChemSci Pick of the Week Collection”以及Chemical Science内封面文章，并被RSC英国皇家化学会“New & events”版块以《Targeting tumours》为题对该文章进行专题评述。

在复杂生物环境中实现精准的可编程诊断和治疗仍然非常具有挑战，特别是消除来自非特异性激活的“假阳性”信号尤为困难。该工作创新性通过共价键将双通道菁染料（Cy）荧光前药连接于超灵敏pH响应聚合物的疏水嵌段，构建具有序列响应的AND型布尔逻辑门，实现了利用近红外双通道荧光实时示踪药物在活体中次序性响应的“解离-释放”过程。该工作利用序列响应AND型逻辑门的设计策略，通过双通道可视化实时示踪前药过程，有效增加了药物的靶向能力和精准释放，显著提高其对肿瘤的治疗效率。

该工作巧妙设计了序列激活的AND逻辑型双通道近红外纳米前药P(Cy-S-CPT)，实现了对药物释放的实时监测，表现出精确的肿瘤靶向性和优异的生物分布，展现了显著的肿瘤治疗效果，这种具有逻辑判断能力的纳米探针可以作为智能体内生物传感探针的一个概念原型，为精确可编程药物输送系统的开发提供有益的思路。

该工作主要由博士研究生燕宸旭完成，并得到了田禾院士的悉心指导。该研究成果由国家自然科学基金委基础科学中心项目，以及创新研究群体项目和优秀青年基金项目共同资助完成。

  

原文链接：

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sc/c8sc02079e#!divAbstract

英国国家化学会“New & events”版块以《Targeting tumours》为题的Highlight链接：

http://www.rsc.org/news-events/journals-highlights/2018/jul/targeting-tumours/

英国化学会微信专题报道:https://mp.weixin.qq.com/s/RNaJeQ1C7rt3nMKd4uP23w

朱为宏领衔的项目“有机功能染料稳定性强化”获得2017年上海自然科学一等奖。