具特定制功能的共组装体在生物医学领域中得到了广泛的研究和应用。但是相关共组装分子的筛选和共组装机制目前还鲜有探索。有鉴于此，中心刘刚教授、林惠荣助理研究员联合香港浸会大学韩伟教授、福州大学黄剑东教授等提出了一种结合计算和实验的综合新策略，从头开始设计共组装纳米颗粒。该纳米复合物被命名为NanoPC，其由游离酞菁基组成，这些游离酞菁可负载化疗药物，旨在通过光学成像引导对肿瘤进行超敏化疗。该设计策略从选择不易聚集的酞菁衍生物开始，对涵盖各类化疗药物的共组装分子进行计算筛选。为了促进对共组装能力的有效和准确评估，其利用小型系统作为替代品，在所有原子水平上进行自由能计算，并通过增强的采样和统计机制来有效和准确地评估共组装能力。最终的候选物由海洋天然产物阿糖胞苷（CYT）和酞菁PcL组成，该纳米共组装体可以将肿瘤/肝脏的荧光强度比大幅提高21.5倍，并以pH依赖的方式实现更为强劲的抗肿瘤效率。该研究提出的设计新方法具有潜在的可复制模式，有望为具有定制功能和生物医学应用的共组装纳米药物的设计和开发提供新思路和理论参考。论文的第一作者为中心刘刚教授课题组李东博士（现为集美大学海洋食品与生物工程学院副教授）和北京大学深圳研究生院黄思咏博士。

论文得到国家重点基础研究发展计划（2023YFB3810000）、国家自然科学基金（81925019、82202330、U22A20333、21977011和82302271）、中国国家创新人才博士后计划（BX20220188）等科研项目的支持。

计算和实验协同从头设计纳米共组装体示意图：通过光谱和电子显微镜筛选水溶性骨架酞菁分子，计算机模拟和实验筛选化疗药物分子，进而构建组装体并揭示组装分子机制。

参考文献：
Dong Li et al. Molecular Design of Phthalocyanine-Based Drug Coassembly with Tailored Function. Journal of the American Chemical Society. 2024. DOI: 10.1021/jacs.4c10070. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c10070.