目前，纳米医药面临临床转化困难的挑战。传统纳米材料虽具有高渗透长滞留效应（EPR效应）、长血浆半衰期、缓控释和智能响应等小分子药物难以比拟的优势，但受制于化学结构不确定、配方复杂、代谢相对困难、生产质控成本高和毒理、药代难以定量测定等缺点，极少能够实现临床转化。因此，设计出同时具备明确化学结构、EPR效应、长血浆半衰期和智能响应等特点的新型药物显得尤为重要。
中国科学院上海药物研究所分子影像中心团队及合作团队，提出了有机小分子智能自组装纳米微粒的解决思路。利用小分子结构确定、代谢研究相对容易和生产质控简单的优点，研究人员经过探索，制备出同时具备小分子及纳米材料特性的智能自组装材料，探索了一种跨过纳米药物临床传化困难鸿沟的新方法。
以此方法获得的系列近红外二区（NIR-II，1000~1700 nm）小分子染料多肽偶联物（分子量：~1500 Da），在正常组织pH 7.0~7.4的环境中自组装成~80 nm的纳米球，并伴随着荧光增强。在肿瘤等病变组织pH 6.8~6.5（ΔpH 0.2）的环境中，这些纳米球聚集成 >500 nm的析出物，并伴随着进一步的荧光增强。
这些纳米球在正常组织中的荧光增强可以用来实现高分辨率血管成像，在肿瘤微酸性组织中的聚集及荧光增强效果可以实现肿瘤组织长潴留时间及高对比度成像。该自组装染料可以实现超过19天的肿瘤持续检测，同时实现肿瘤对背景比值（TBR）>5的长期高效肿瘤成像，并实现短曝光时间（100 ms）下的NIR-II荧光成像来指导手术肿瘤切除。针对该自组装小分子材料体现出的优质的肿瘤潴留的特性，研究团队提出聚集延长潴留时间（Aggregation Prolonged Retention，APR）概念，用于探讨病灶部位潴留时间增加的应用优势。研究显示，小分子智能自组装纳米材料在药物开发特别是抗癌药物开发上具有一定的应用前景。3月12日，相关研究成果在线发表在Advanced Materials上，并被遴选为Insider Cover。
上海药物所分子影像中心研究员陈浩为论文第一作者，中科院自动化研究所研究员胡振华、田捷研究员，斯坦福大学教授Zhen Cheng为论文通讯作者。研究工作获得国家自然科学基金、上海市浦江人才计划、上海市科技重大专项等的资助。
小分子自组装纳米药物有望帮助传统纳米药物跨过临床转化困难的鸿沟
两亲性染料环肽偶联物自组装及pH响应示意图
智能自组装材料的聚集延长潴留时间特性示意图及NIR-II荧光成像应用案例