科学家们在开发帮助各类癌症患者的癌症疗法方面取得了重大进展。然而，由于肿瘤高度致密的性质，他们在确定药物有效性结果以及确保所有癌细胞均匀分布方面面临限制。研究人员正通过为化疗药物添加一种化学"信号"来改变这一状况，使药物能够在细胞内被追踪。
这项研究聚焦于一种广泛使用的化疗药物多柔比星（doxorubicin，也称阿霉素）的改良版本，它使原本无法检测的药物变得可检测。
推动这项研究的团队包括伊利诺伊州癌症中心（CCIL）的博士后研究员Craig Richard和礼来公司（Eli Lilly and Company）的首席科学家Pei-Hsuan Hsieh。
他们使用了一种称为DOX-IR的多柔比星版本，该版本通过附加金属羰基（一种当金属原子与一个或多个一氧化碳分子结合时形成的化学化合物）进行修饰，这种金属羰基作为一种标记追踪装置，通过吸收红外光，使得使用红外显微镜能够轻松检测药物在癌细胞中的移动。
该团队关于这项工作的研究论文发表在《分析化学》（Analytical Chemistry）期刊上。
Richard表示："红外光谱可以看到多柔比星的化学特征，但由于它是一种有机分子，其信号与细胞的信号重叠。在细胞环境中很难区分这些信号。然而，当它被标记后，由于金属羰基基团，信号会非常清晰地凸显出来。"
为了理解DOX-IR，研究人员比较了用多柔比星和DOX-IR处理的癌细胞。研究发现，细胞随时间吸收DOX-IR，随着更多药物在细胞内浓缩，其信号增强。DOX-IR还使他们能够测量单个细胞内的药物浓度。该研究的有希望的结果为潜在的个性化癌症疗法铺平了道路。
Richard说："这可能具有治疗和诊断潜力。你可以利用这些金属羰基，并给它们信号来释放其上的一氧化碳，这可以用于包括癌症在内的其他疾病的治疗。"
与任何研究一样，当前方法在可能将DOX-IR用作化疗药物方面存在局限性。
Richard说："添加红外标记会改变药物在细胞内的行为。改良后的药物不会到达未改良多柔比星的相同位置。然而，如果你设计一种在特定条件下断裂的连接，你可能在保持红外标记在细胞内的同时恢复多柔比星的正常活性。"
红外光谱的使用显示了这种癌症药物在细胞内的行为，这有助于确定治疗效果以及哪些细胞对治疗有抵抗力。
Richard说："这为研究人员提供了如何将这种方法应用于其他药物的模板。"
更多信息：Pei-Hsuan Hsieh等，通过开发用于化学成像的定量药物衍生物探针监测分子摄取和癌细胞反应，《分析化学》（2025）。DOI: 10.1021/acs.analchem.5c00863
期刊信息：《分析化学》
提供方：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校
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