圖1.通過促進電子空穴對的分離來增強I型光敏化過程的示意圖
文章要點
1、設計制備了兩種有機半導體分子，即苝酰亞胺（PDI）和具有光敏化效率的稠環分子L8-BO-EH-4F（4F）。在4F分子中，富電子的硫原子可以顯著增強分子核心的給電子能力，并進一步與強缺電子氟取代的二氰基乙烯基茚酮結合，從而獲得了長波長窄帶隙的光敏分子。將兩種半導體分子通過兩親性分子Pluronic F-127進行納米共組裝后，共組裝體（4F-PDI1 NPs）表現出優異的光學性質、顯著的光聲成像和NIR-II熒光成像效果（圖2）。
圖2.?4F-PDI1 NPs基本性能表征
2、4F可以在I型和II型光敏化途徑中均產生ROS，當引入PDI后，所獲得的共組裝體（4F-PDIx NPs）能顯著增強ROS產生效率，且有效促進I型光敏化過程。PDI的引入能分別促進OH?和O2??的產生3.5倍和2.5倍。此外，當PDI：4F比例為1:1時，ROS產生能力達到最大平衡，因此，4F-PDI1 NPs被用于后續的細胞和生物實驗（圖3）。
圖3.?PDI放大I型光敏化過程促ROS產生實驗探究
3、通過理論計算和超快飛秒瞬態光譜分析進行進一步的機制探究，結果表明，共組裝體（4F-PDI1 NPs）在光照射下可以促進4F和PDI之間的電子轉移，產生自由基離子對，放大I型光敏化過程（圖4）。
圖4.?放大I型光敏化過程的光化學機制探索
4、該納米平臺在常氧和乏氧條件下均表現出優異的細胞光毒性，此外，在活體光聲成像和近紅外二區熒光成像的協同指導下，該納米診療劑具有顯著的腫瘤生長抑制效果（圖5）。該工作將為開發新一代耐缺氧光敏劑用于腫瘤高效診療提供新的見解。
圖5.活體光聲成像和近紅外二區熒光成像協同介導光動力腫瘤治療
該工作以“Deciphering Oxygen-Independent Augmented Photodynamic Oncotherapy by Facilitating the Separation of Electron-Hole Pairs”為題發表在Angewandte Chemie International Edition上。海峽創新實驗室/福建師范大學海峽柔性電子（未來科技）學院黃維院士、楊震教授、南京郵電大學范曲立教授和西北工業大學胡文博教授為論文通訊作者，胡曉明副教授為論文的第一作者，福建省立醫院血管與腫瘤介入科方主亭主任為論文的共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國博士后科學基金、福建省自然科學基金、江西省自然科學基金、福建師范大學青年創新團隊等基金的支持。
參考文獻
Xiaoming Hu,?et al. Deciphering Oxygen-Independent Augmented Photodynamic Oncotherapy by Facilitating the Separation of Electron-Hole Pairs.?Angew. Chem. Int. Ed.?2024, e202401036.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202401036
