近日，研究所谢立君团队在醛腙光控释放药物研究领域取得新突破：研究团队发现了一种高效光解基团-醛腙结构，基于醛腙结构开发了多个高效光笼前药，这类化合物具有很高的光控释放效率，并在释放过程产生打开荧光开关，为药物递送体系的构建与靶向荧光诊疗试剂的研发提供了一种全新工具。相关研究成果已在国内外较高水平期刊杂志上刊发，其中:关于香豆素和三苯胺光笼的研究成果发表在杂志Sensors and Actuators B: Chemical（中科院SCI 1区TOP期刊，if:7.7）上，关于多种多环芳烃衍生物光笼的研究发表在Communications Chemistry（中科院1区TOP期刊，if:6.2）上，研究所为论文第一通讯单位，福建医科大学附属协和医院、闽江学院作为合作单位参与本项课题研究。

研究团队通过苯肼衍生物与各种染料醛（9-蒽甲醛、3-苝甲醛、肉桂醛、1-芘甲醛、四苯基乙烯醛、三苯胺和香豆素醛醛）结合，目前已经成功开发了七个系列的腙光笼，合成了26个光笼化合物。在可见光照射下，腙单元被高效裂解，通过分子内电荷转移(ICT)过程恢复荧光，最高转化率高达99.0%。值得注意的是，这种超高的光解效率可能代表了迄今为止报道的最高转化率。

光笼化合物库的持续丰富，以及基于腙的光笼药物高效的光解效率和细胞毒活性释放等优越性能，为研究所构建完善多样化前药设计的高水平技术平台奠定基础。醛腙光笼前药的研究开发是研究所在拓展前沿应用基础领域取得的新突破，后续将持续加强该项技术在转化医学的应用产品开发，使其成为研究所创新药物研发的重要组成部分。

图1 系列醛腙光笼结构的形成和解笼过程

图2 具有高效光解基团的醛腙光笼LG和SA 
 
图3 LG1的超高光解转化率

图4 光控释放药物光照前后的癌细胞存活率

【延伸阅读】

光笼因其在生物成像、受控药物释放和细胞过程调控方面的应用而被广泛研究，开发通用的光活性单元可以显著扩展光笼的结构多样性。大多数报道的光活性单元侧重于通过常用的修饰策略[如亲水性取代基、D-A（供体-受体）调控、结合静电相互作用以及选择不同基团来提高光解效率]来提高解笼性能，如高效率、增加水溶性、长波长照射和稳定性等。然而，开发光活性单元以丰富光笼的结构多样性仍然至关重要。

谢立君团队开发了一类基于经典醛-腙部分的光活性单元，通过将几种荧光醛类与各种取代的苯肼结合，所得基于腙的光笼在光照（365-600 nm）下降解，释放出荧光醛，在解笼过程中可以清晰地观察到荧光增强、红移或蓝移。为了进一步证明基于腙的光笼在生物医学应用中的多功能性，研究团队通过将3-(4-吗啉基)-1-丙胺部分和星孢菌素衍生物引入醛-腙框架，设计并合成了化合物BW3MP、FY4STS、BW3STS和LG-STS：设计的BW3MP、FY4STS和BW3STS可以作为功能分子的载体，实现荧光团和生物活性剂的受控释放。其中，FY4STS、BW3STS和LG-STS表现出较低的细胞毒性和荧光强度。在光照射下，它分解释放出星孢醛，恢复了对癌细胞的细胞毒性，同时荧光强度显著增强，从而实现了药物的可视化释放。

研究团队还系统研究了基于腙光笼的解笼机制，通过检测活性氧(ROS)进一步验证了氧气的参与是光反应机制中的关键因素。同时，研究团队将光笼技术开发应用于创新药物的研制：香豆素腙光笼LG4与星孢菌素衍生物STS-A偶联形成前药LG-STS，在450 nm光照下60.4%的STS-AP药物被释放，癌细胞杀伤活性提升25倍（IC50从19.51 μM降至0.76 μM）；另一前药BW3STS在黑暗环境中毒性极低（IC50=17.2 μM），光照后活性提升4倍。

论文信息如下：

[1] H. Wu, Y. Sun, Y. Ke, W. Zhang, X. Su, S. He, Y. Lu, X. Wang, H. Qiu*, L. Xie*, "Innovative application of conventional hydrazone analogues as photocages with ultrahigh photolysis efficiency for dynamic bioimaging and prodrug construction", Sens. Actuators B Chem.,2025.

[2] X. Wang, J. Zhou, Y. Cheng, H. Wu, X. Su, R. Wang, K. Xiao, W. Zhang, Z. Chen, B. Xu, Y. Lu*, H. Qiu*, L. Xie*, "Hydrazone-based photocages for precise sub-organelle visualization and drug release", Commun. Chem., 2025.

谢立君博士研究团队

谢立君的基本情况介绍：

 谢立君，药学博士、留美博士后、副研究员，福建省微生物所副所长，沈阳药科大学和福建医科大学硕士研究生导师，中国药学会抗生素专委会委员、中国抗生素杂志青年编委。福建省杰出青年基金获得者，主持国家基金、国家重大新药创制子课题项目2项，主持省工信厅重点项目和省科技计划重点项目等。发表科技论文60余篇，其中SCI论文49篇，获授权专利15件；自2021年以来，以第一或通讯作者在Analytical Chemistry, The Journal of material Chemistry C, Sensors and Actuators B: Chemical, Communications Chemistry, The Journal of Physical Chemistry, Dyes and Pigments, ACS Applied Biomaterial等SCI期刊接收发文36篇，其中JCR二区以上24篇，具有较高的学术与应用价值。