陽離子光敏劑（PSs）因其良好的水溶性及與腫瘤細(xì)胞的帶負(fù)電成分結(jié)合的特性，已被廣泛開發(fā)用于腫瘤診療一體化。然而，目前已報道的陽離子PSs普遍存在可見光區(qū)吸收的局限性，這一特性因光穿透深度不足而顯著限制了其在深部腫瘤治療中的應(yīng)用。因此，開發(fā)在近紅外（NIR）窗口具有高效吸收的陽離子 PSs對實現(xiàn)高效的腫瘤消融至關(guān)重要。目前，實現(xiàn)NIR吸收陽離子PSs的主要策略包括增強分子中供體（D）-受體（A）結(jié)構(gòu)的電子效應(yīng)，但該方法依賴復(fù)雜的多步合成工藝及多樣化給/受體基團。另一種策略是通過調(diào)控分子組裝行為構(gòu)建J-聚集體，實現(xiàn)吸收光譜向NIR區(qū)拓展。
基于此，香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士、華中科技大學(xué)大羅亮教授、李忠安教授聯(lián)合研究團隊合成了一種苯并雙噻二唑為受體的多陽離子光熱診療劑（TPBBT）。TPBBT可以自組裝形成H/J混合聚集體，其吸收峰會發(fā)生輕微的紅移（圖 1A）。值得注意的是，基于TPBBT的平面結(jié)構(gòu)和帶正電荷的特性，TPBBT與正電荷分子、中性分子和帶平面結(jié)構(gòu)分子作用時，其吸收波長幾乎不發(fā)生變化（圖2）。TPBBT與帶負(fù)電的平面小分子共組裝，其吸收波長紅移80-100 nm（圖2）。TPBBT與具有多種生物活性的大黃酸也可經(jīng)共組裝（TPBBTein），從而使TPBBT的最大吸收波長紅移約80 nm。單晶 X 射線衍射分析揭示大黃酸通過 π-π 堆疊與靜電相互作用，誘導(dǎo) TPBBT 從H/J 混合聚集體（圖3）轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨扔行虻?/span>J-聚集體（圖4）。因此，在 808 nm激光照射下，TPBBTein的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)60.4%，大大超過了TPBBT自組裝溶液（6.4%）。更引人注目的是，在光熱效應(yīng)下，TPBBTein 還能顯著增加腫瘤細(xì)胞對大黃酸的攝取，從而實現(xiàn)超高效光熱治療-化療協(xié)同治療，進而徹底消除腫瘤（圖 1B）。
圖4. TPBBT在與大黃酸形成的TPBBTein共晶中形成J聚集體
近日，相關(guān)工作以“Tuning Near Infrared J-aggregate of a Multicationic Photosensitizer through Molecular Coassembly for Symbiotic Photothermal Therapy and Chemotherapy”為題發(fā)表在ACS Nano（doi:10.1021/acsnano.4c17582）。香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士、華中科技大學(xué)羅亮教授和李忠安教授為論文共同通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金的資助。
原文鏈接: https://doi.org/10.1021/acsnano.4c17582
