轴向杂环查尔酮取代硅(IV)酞菁复合物的声光协同效应显著提升单线态氧量子产率

为解决光动力疗法(PDT)中组织穿透深度不足的瓶颈问题，研究人员开发了三种新型轴向杂环查尔酮硅(IV)酞菁复合物（SC-Pc、NC-Pc、BrC-Pc），通过声光动力联合疗法(SPDT)显著提升单线态氧量子产率（ΦΔ最高达1.02），为深部肿瘤治疗提供了新策略。

　　

在癌症治疗领域，光动力疗法(PDT)长期受限于光组织穿透性差的难题，而新兴的声动力疗法(SDT)虽能抵达深层组织却存在效率瓶颈。如何突破这两种疗法的局限性，成为当前肿瘤治疗研究的关键挑战。近期发表在《Polyhedron》的研究给出创新解决方案——通过设计杂环查尔酮修饰的硅酞菁(SiPcs)复合物，结合声光双重激发策略，实现了单线态氧(¹O₂)量子产率的突破性提升。

研究人员采用Claisen-Schmidt缩合反应合成三种杂环查尔酮配体（含噻吩、吲哚和溴代噻吩结构），再与二氯硅酞菁(SiPcCl₂)轴向键合制备目标复合物。通过紫外-可见光谱、荧光光谱和EPR等技术表征光物理性质，并分别采用单纯光照(PDT)和声光联合(SPDT)两种模式测定单线态氧量子产率。

化学结构评估显示，轴向查尔酮的引入有效抑制了酞菁环的聚集倾向，其中含吲哚结构的NC-Pc在660 nm处呈现典型Q带吸收。光物理性质研究表明，所有复合物均具有长寿命三重态（>200 μs），为能量转移奠定基础。光化学与声光化学测试中，NC-Pc在SPDT模式下Φ_Δ达1.02，较PDT模式(0.68)提升50%，证实超声能激活非辐射跃迁通道；而含溴噻吩的BrC-Pc因重原子效应，在PDT模式即表现出0.72的高量子产率。

结论部分指出，该研究首次将杂环查尔酮的生物学活性与SiPcs的光敏特性相结合，通过轴向修饰策略和声光协同机制，使单线态氧产率突破理论极限（Φ_Δ>1）。特别是NC-Pc在SPDT模式下展现的"超高效"特性，为深部实体瘤治疗提供了新思路。这项成果不仅拓展了酞菁类光敏剂的设计维度，更通过多模态激发策略为克服肿瘤微环境缺氧限制提供了实验依据。