基于共轭小分子的一锅法合成近红外荧光/光声双模态成像纳米剂及其增强的光热/光动力/化学动力学协同治疗效应

本研究针对肿瘤诊疗中传统疗法疗效有限、单模态成像/治疗不足等问题，通过一锅法Heck反应设计合成D-π-A/D-π-A-π-D结构共轭小分子（CSMs），构建F127包覆的纳米颗粒（NPs）并负载MnO2，开发出兼具NIR-II荧光（QY=0.25%）/光声（η=68.5%）双模态成像功能及PTT/PDT/CDT协同效应的纳米诊疗剂，突破CSMs在近红外窗口应用瓶颈，为肿瘤精准诊疗提供新策略。

　　

在癌症治疗领域，传统疗法如手术、化疗和放疗存在侵袭性强、毒副作用大等局限性，而新兴的光学诊疗技术因其非侵入性和高特异性备受关注。然而，单模态成像技术如荧光（FL）或光声（PA）成像各有短板，FL成像穿透深度不足，PA成像则依赖高对比度探针。更棘手的是，单一治疗模式如光热治疗（PTT）易引发肿瘤热耐受，光动力治疗（PDT）受限于肿瘤缺氧微环境（TME）。如何开发兼具多模态成像和协同治疗功能的纳米制剂，成为突破肿瘤诊疗瓶颈的关键。

东南大学等机构的研究人员创新性地提出基于共轭小分子（CSMs）的解决方案。通过一锅法Heck反应同步合成D-π-A型FVD和D-π-A-π-D型FVDVF两种CSMs，利用F127聚合物封装构建纳米颗粒，并负载MnO₂形成多功能纳米剂。该研究发表于《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》，证实这两种纳米剂不仅能实现NIR-II荧光/光声双模态成像，还通过GSH/H₂O₂响应性释放•OH和O₂，显著增强PDT/CDT/PTT协同效应。

关键技术包括：1）一锅法Heck反应合成CSMs；2）F127纳米封装技术；3）MnO₂表面修饰；4）NIR-II荧光量子产率（QY）测试；5）光热转换效率（η）测定；6）体外/体内肿瘤模型验证。

【合成与表征】
通过核磁共振确认FVD（含溴重原子）和FVDVF（更大共平面结构）的成功合成。FVDVF因扩展共轭体系，发射光谱红移至NIR-II区（1150 nm），光热转换效率达68.5%，显著优于FVD。

【纳米剂性能】
FVDVF@F127@MnO₂ NPs展现出卓越的NIR-II成像能力（穿透深度>5 mm）和PA信号强度，其MnO₂外壳可消耗TME中GSH/H₂O₂，同步产生•OH（CDT）和O₂（增强PDT）。

【体内外实验】
4T1肿瘤模型显示，双模态成像可精确定位肿瘤，协同治疗使抑瘤率达92%。FVD因溴原子促进系间窜跃，单线态氧产率更高；而FVDVF凭借分子共平面性在光热/成像性能上更优。

该研究开创性地将CSMs应用于NIR-II诊疗，突破传统CSMs共轭度不足的限制。通过“一锅法合成-纳米封装-微环境响应”三级设计，实现成像-治疗一体化，为临床转化提供新思路。特别是FVDVF@F127@MnO₂ NPs兼具68.5%的光热效率和0.25%的NIR-II荧光量子产率，为深组织肿瘤诊疗树立了新标杆。这种模块化设计策略，可拓展至其他共轭体系的开发，推动有机纳米诊疗剂向临床迈进。