多转子光热剂4TPE-TBZ：87%超高光热转化效率用于抗菌治疗

《Biomaterials》：Burning Windjammer: Multi-Rotor Engineered Photothermal Agent with 87% Photothermal Conversion for Antimicrobial Treatment

本文报道了一种通过分子转子工程策略设计的高性能光热剂（PTA）4TPE-TBZ，其光热转换效率（PCE）高达87%。研究揭示了多转子结构增强分子运动、扩大运动空间以高效产热的机制。该纳米颗粒在体外能有效根除金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）生物膜，并在体内感染模型中展现出强大的光热抗菌活性和抗炎效果，为开发高效抗菌PTT提供了新范式。

　　

Highlight

材料与化学品

二苯胺、(2-(4-溴苯基)乙烯-1,1,2-三基)三苯、正丁基锂（n-BuLi）、三丁基氯化锡（Bu₃SnCl）、三(二亚苄基丙酮)二钯（Pd₂(dba)₃）、四(三苯基膦)钯（Pd(PPh₃)₄）、四氟硼酸三叔丁基磷（tri-tert-butylphosphine tetrafluoroborate）、4,8-二溴-6-(2-乙基己基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-f]苯并三唑、叔丁醇钠（tBuONa）等购自西安ensi、Adamas、Energy、TCI和Bide公司，除非另有说明，均按原样使用。1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000]（DSPE-PEG₂₀₀₀）购自Avanti Polar Lipids公司。

仪器

反应监测...

分子的设计、合成与表征

我们首先设计了2DPA-TBZ分子，其中苯并[c]噻吩作为富电子给体/π桥，噻二唑并苯并三唑（TBZ）作为电子受体，四个苯环作为分子转子。为了进一步增强光热转换所必需的非辐射衰变途径，我们策略性地用四苯基乙烯（TPE）单元（一种具有增强空间自由度的多转子基团）取代了苯基转子，从而得到了4TPE-TBZ。如Scheme S1所示，所有关键中间体和...

结论

总之，通过分子马达工程，我们精心设计并合成了两种光热剂（PTA），即2DPA-TBZ和4TPE-TBZ。综合实验和理论研究表明，4TPE-TBZ之所以具有87%的卓越光热性能（PCE），源于其增强的分子运动和松散的分子堆积，这使得其能够针对细菌感染进行高效的光热治疗（PTT）。体外实验表明，4TPE-TBZ纳米颗粒（NPs）在光热...