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为解决传统光诊疗中外部光穿透受限及切伦科夫光（CL）应用局限等问题，研究人员开展铱有机金属化合物介导的内外双光诊疗协同抗肿瘤研究。合成 IR-C6Ir 实现肿瘤抑制，有 “1+1>2” 协同效果，为高效低毒光疗提供新策略。
在医学领域，肿瘤的精准诊断与高效治疗一直是科研人员不懈探索的难题。基于外部光激发的荧光成像和光疗，本是极具潜力的诊疗手段，它能避免对健康组织产生副作用，拥有高临床转化能力。但现实却给这一技术泼了冷水，外部光在组织中的穿透能力有限，使得光诊疗策略在深层肿瘤治疗上效果大打折扣。为了突破这一困境，科研人员尝试引入近红外光（NIR）、X 射线等光源，然而这些新尝试又带来了新问题，比如激发效率低、热或辐射效应可能损伤组织，严重阻碍了相关技术的临床应用。
与此同时，自体光动力疗法（PDT）的发展带来了新的思路，利用化学诱导电子交换发光、化学发光、生物发光以及切伦科夫光（CL）作为内部光源，试图解决光穿透深度的问题。CL 是由放射性核素衰变产生的高速带电粒子在介质中穿行时引发的发光现象，基于 CL 的生物成像具有无激发光限制、经济便捷等优势，还能与放射性核素结合实现多模态诊疗一体化。但 CL 也存在明显短板，其穿透深度有限、量子产率低，即便采用新的 Cerenkov 辐射能量转移（CRET）成像策略，经红移后分子发射峰仍低于 700nm，无法满足深层病变生物成像的需求。在光动力治疗方面，CL 介导的 PDT 虽能不受微环境影响持续治疗肿瘤，但 CL 强度弱、光敏剂（PSs）三重态敏化效率不足，导致治疗效果不佳；而外部光介导的 PDT 在临床治疗体表肿瘤时效果显著，却受限于高功率激光激发效率。由此可见，传统单一的外部或内部 PDT 都存在局限性，开发一种能整合两者优势的新策略迫在眉睫。
在这样的背景下，国内研究人员积极开展研究。他们巧妙地以铱（III）原子为桥梁，将香豆素衍生物（C6）与 IR775 衍生物（IR775-Phen）相结合，成功合成了一种新型有机金属光敏剂（IR-C6Ir），并将研究成果发表在《Biomaterials》上。这一成果意义非凡，IR-C6Ir 能够实现内外双光疗，可被 808nm 近红外光和18F 放射性核素激活，首次实现了放射性核素激发波长超过 800nm 的近红外光敏剂，为肿瘤的光诊疗开辟了新路径。
研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。在化合物的合成与鉴定方面，通过高分辨率质谱（HRMS）和1H NMR 分析确定 IR-C6Ir 的合成准确性，并借助 Gaussian 09 软件进行密度泛函理论（DFT）计算，深入了解其几何和电子状态。在实验验证环节，进行了体外和体内实验，评估 IR-C6Ir 的光疗效果、肿瘤抑制能力以及荧光成像特性等。
下面来详细看看研究结果：
- 合成与特性研究：成功合成 IR-C6Ir，HRMS 和1H NMR 分析证实了其合成的准确性。通过 DFT 理论计算，对 IR-C6Ir 的几何和电子状态有了更深入的了解。这一化合物在可见光区域（约 480nm）和近红外区域（约 800nm）均有强吸收，存在显著的分子内电荷转移，为后续的光疗和成像功能奠定了基础。
- 光疗效果研究：体外和体内实验数据表明，IR-C6Ir 介导的内外光疗展现出 “1+1>2” 的协同增强效应。在较低浓度（0.65μM）和激发水平（800μCi 的18F 和 0.5W/cm2的 808nm 激光照射）下，就能诱导出色的抗肿瘤效果，肿瘤体积缩小了 92.5%。这一结果充分证明了 IR-C6Ir 在光疗方面的高效性，为肿瘤治疗提供了新的有力手段。
- 成像能力研究：IR-C6Ir 能有效响应 CL，产生峰值大于 800nm 的近红外荧光发射。这一特性不仅实现了肿瘤的多重可视化，还为深层肿瘤的检测和诊断提供了新的可能，突破了传统 CL 成像的限制。
研究结论表明，IR-C6Ir 的成功合成及其在内外双光疗和成像方面的优异表现，为解决传统光诊疗的难题提供了创新方案。这种基于 “二合一” 有机金属化合物的设计策略，为将 CL 转换到更长波长的近红外区域提供了通用方法，克服了传统 PDT 的深度限制，显著提升了肿瘤诊疗的有效性。这一研究成果为肿瘤光诊疗领域带来了新的希望，有望推动相关技术的临床转化，为广大肿瘤患者带来更精准、更高效的治疗手段，在未来的肿瘤治疗中发挥重要作用。
