基于Aza-BODIPY染料的NIR-II区PAI/FLI双模引导高效肿瘤光热治疗剂的开发与应用

本研究针对NIR-II窗口荧光/光声成像(FLI/PAI)引导的肿瘤光热治疗(PTT)需求，通过光诱导电子转移(PET)和振动弛豫效应设计新型aza-BODIPY染料纳米颗粒(Aza NPs)，实现53.3%的光热转换效率，在小分子有机纳米药物临床转化方面取得重要突破。

　　

在肿瘤精准诊疗领域，光学成像技术因其非侵入性和高空间分辨率备受关注。然而传统荧光成像(FLI)受限于组织穿透深度，而新兴的近红外二区(NIR-II，900-1700 nm)成像虽能改善穿透性，却仍面临信号衰减问题。与此同时，光声成像(PAI)虽具备深层组织可视化能力，但其灵敏度不足制约临床应用。更棘手的是，现有无机光热试剂存在生物相容性问题，而有机小分子又普遍面临代谢缓慢的困境。

针对这些技术瓶颈，山东第一医科大学的研究团队在《Dyes and Pigments》发表创新成果。研究人员巧妙利用光诱导电子转移(PET)和振动弛豫效应，通过将强供电子基团二乙氨基苯、共轭芳环小骨架、aza-BODIPY核与三乙二醇单甲醚(TGME)进行分子组装，构建出具有NIR-II荧光/光声双模成像功能的纳米诊疗剂(Aza NPs)。关键技术包括：分子结构优化设计、DSPE-mPEG₅₀₀₀纳米颗粒自组装、光热转换效率测定、以及HeLa荷瘤小鼠模型验证等。

【Molecular Design, Preparation, and Characterization of Aza】

研究团队采用供体-受体-供体(D-A-D)结构设计策略，通过引入TGME显著提升纳米颗粒载药率。光谱分析证实Aza NPs具有浓度依赖性的线性NIR-II荧光和光声信号，且对活性氧氮物种(RONS)表现出卓越抵抗能力。

【Conclusion】

最终实验显示，Aza NPs在808 nm激光照射下实现53.3%的优异光热转换效率。在NIR-II双模成像引导下，能有效消融HeLa肿瘤。组织学分析证实其具有良好生物相容性。

这项研究的重要意义在于：首次系统论证PET和振动弛豫效应在构建aza-BODIPY基NIR-II诊疗剂中的指导价值，为小分子有机纳米药物的临床转化奠定基础。所开发的Aza NPs兼具成像导航和治疗功能，为深部肿瘤诊疗提供新思路。Yajie Zhang、Zhen Wang等作者通过精准分子设计，成功解决了传统有机荧光团易聚集淬灭的技术难题，其采用的TGME修饰策略对提高纳米颗粒稳定性具有普适性参考价值。该成果获得国家自然科学基金(62205184)和山东省高校青年创新团队计划(2024KJN009)等项目的支持。