用于双细胞器靶向的近红外-II光热诊疗的AIE活性离子光敏剂的分子工程

《Advanced Functional Materials》：Molecular Engineering of AIE-Active Ionic Photosensitizer for Dual-Organelle Targeted NIR-II Phototheranostics

基于量子化学模拟和动力学计算，本研究设计并合成了具有聚集诱导发光特性的近红外二区发射光敏剂BuDTTPy。该化合物表现出280 nm的较大斯托克斯位移、高荧光量子产率（6.14%）及高效活性氧生成能力。实验证实其纳米颗粒可精准靶向线粒体和内质网，在裸鼠乳腺癌模型中实现显著治疗效果，同时验证了AIE材料优越光物理特性的理论预测，为器官靶向光疗系统开发提供了新范式。

　　

摘要

荧光成像（FLI）引导的光动力疗法（PDT）已成为精准癌症治疗的一种有前景的策略。然而，合理设计兼具长波长发射、高效活性氧（ROS）生成和精确细胞器靶向的光热治疗剂仍然是一个巨大的挑战。在这项研究中，通过量子化学和动力学模拟预测，供体-π-受体（D-π-A）结构框架能够系统地调节激发态性质，以实现最佳的光物理特性。基于这些理论见解，设计并合成了一系列具有聚集诱导发光（AIE）特性的近红外（NIR-II）发射离子光敏剂。优化后的化合物BuDTTPy表现出优异的性能，包括较大的斯托克斯位移（280 nm）、明显的AIE行为、强的NIR-II荧光（Φ = 6.14%）以及高效ROS生成。实验结果表明，BuDTTPy纳米颗粒（NPs）具有显著的光稳定性、良好的生物相容性，并且能够同时靶向线粒体和内质网。利用这些优势，在原位乳腺癌小鼠模型中成功实施了NIR-II FLI引导的双细胞器靶向PDT，取得了显著的治疗效果。这项工作不仅实验验证了AIE材料具有优越光物理特性的理论预测，还为开发细胞器精准光热治疗系统奠定了新的范式。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。