pH是生命体一个重要的生理因素，在细胞内吞、内吞体成熟、溶酶体代谢、药物递送以及免疫相关疾病等过程中发挥了重要作用。因此，精确响应和监测生命过程中的细微pH差异和波动对于生命科学研究至关重要。由于两亲性纳米材料自组装的正协同效应，pH敏感聚合物的纳米组装体系表现出显著优于一般小分子探针的pH响应精准性和可调性，并具有化学结构多样、信号对比度高等优点。但是，传统的化学结构设计会引起研究者对体内安全性的顾虑，生命过程的复杂性也对生物材料的应用性能提出更高要求。因此，如何通过化学结构的创新设计发展新型pH超敏感聚合物体系，成为亟待解决的科学问题。
近日，学术期刊Angewandte Chemie International Edition在线发表了北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室汪贻广研究员研究团队的最新研究成果“A pH-Responsive Nanoparticle Library with Precise pH Tunability by Co-Polymerization with Non-Ionizable Monomers（基于非离子化单体的共聚策略实现纳米粒子库pH响应性精准调控）”的研究工作。这项研究基于课题组已有的pH超敏感 (Ultra-pH-sensitive, UPS) 纳米技术平台(系列研究成果见如下论文:Nat. Commun., 2021, 12, 2358; Angew. Chem., 2021, 133, 14633-14641; NanoLett., 2021, 21, 4371-4380)，创新性地将不具有pH响应性的非离子化单体引入pH敏感聚合物的结构设计中，创建了一类新型pH超敏感纳米体系。该研究在保留原有UPS纳米技术高灵敏性、高响应性的基础上，简化了含叔胺单体（可离子化的pH敏感单体）的种类选择，降低了含叔胺单体的比例以提高安全性，并大大丰富了UPS纳米体系的化学结构设计理念。

利用该项策略，仅使用一种具有特定pKa的pH敏感单体，即可实现pH响应点（pHt）为4.0-7.4范围的pH超敏感纳米粒子库的构建。将多种荧光探针标记在一系列UPS聚合物上，构建了一系列pHt为5.0-7.0的多色UPS纳米粒子库，实现了对细胞的早期内涵体-晚期内涵体-溶酶体及逐渐酸化的实时成像；同时，UPS纳米制剂显现出优异的肿瘤特异性成像效果；此外，该制剂的安全性显著优于第一代UPS纳米制剂。相关研究发表被Angew. Chem. Int. Ed. 2022推荐为VIP文章，并申请了国家发明专利。
这项研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、北京市自然科学基金项目的资助支持。汪贻广为本研究论文的通讯作者，北京大学药学院2017级六年制学生赵瑞阳和付川询为论文的第一作者。
作者简介：

汪贻广，博士，北京大学研究员、博士生导师，药学院药剂学系主任、天然药物及仿生药物国家重点实验室课题组长。主要从事智能纳米药物递送及疾病诊疗研究，取得了一系列创新性成果。作为负责人获得国家自然科学基金“优秀青年科学基金”、北京市自然基金“****科学基金”、国家重点研发计划等资助。先后获得2015年中国药学会-中恒青年药剂学奖、2017年中国药学会-赛诺菲青年生物药物奖。目前担任中国药学会药剂学专委会委员、中国药学会纳米药物专委会委员等。