综述:卟啉基超分子纳米材料在光疗中的最新进展

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Coordination Chemistry Reviews 23.5

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  这篇综述系统阐述了卟啉(porphyrin)及其衍生物通过超分子组装策略构建纳米材料在光动力治疗(PDT)和光热治疗(PTT)中的应用进展。文章重点探讨了通过氢键、π-π堆积等非共价作用构建的四种自组装策略(小分子卟啉、大环化合物、聚合物及主-客体复合物),解决了传统卟啉光敏剂(PSs)水溶性差、易聚集等问题,同时整合化疗、光免疫治疗等多模式协同治疗,为克服肿瘤耐药和缺氧提供了新思路。

  

引言

近年来,光动力治疗(PDT)和光热治疗(PTT)因其低毒性、无耐药性和强免疫激活效应成为肿瘤治疗的新兴技术。PDT通过光敏剂(PSs)与氧气反应产生活性氧(ROS,如OH、1O2)诱导癌细胞凋亡,而PTT则利用光热剂在近红外(NIR)光照射下产生的热效应杀伤肿瘤细胞,尤其适用于缺氧微环境。

卟啉作为天然存在的杂环化合物,具有大共轭体系和优异的光学特性,但其临床应用受限于水溶性差和易聚集。超分子组装策略通过非共价作用构建纳米结构,显著提升了卟啉的光疗性能。

小分子卟啉的自组装与共组装

通过修饰亲水基团或与其他小分子共组装,可形成纳米颗粒、胶束等结构。例如,两亲性卟啉衍生物在水中自组装成胶束,不仅提高了溶解度,还通过增强渗透滞留(EPR)效应靶向肿瘤组织。共组装策略还能引入功能分子(如化疗药物),实现PDT/PTT与化疗的协同治疗。

金属配位构建卟啉大环化合物

金属配位驱动的自组装可形成结构精确的卟啉大环,如锌卟啉配合物。这些大环化合物在NIR区吸收增强,且金属中心(如Pt、Pd)能进一步提升ROS产率。例如,铂卟啉大环通过光激发产生1O2的效率较游离卟啉提高3倍。

聚合物卟啉的自组装与封装

聚合物载体(如聚乙二醇)能有效避免卟啉聚集,并赋予纳米颗粒长循环特性。通过调控聚合物疏水/亲水比例,可形成响应性释放系统,如pH或酶触发的药物递送。此外,卟啉封装聚合物还能整合影像功能,实现治疗-诊断一体化。

主-客体相互作用组装

环糊精、杯芳烃等大环宿主分子可通过主-客体作用包封卟啉,改善其分散性。例如,β-环糊精与卟啉的复合物在光照下可控释放ROS,同时宿主分子还能负载化疗药物,实现多模式联合治疗。

总结与展望

尽管卟啉基超分子材料在光疗中展现出巨大潜力,但其临床转化仍面临挑战,如规模化制备的稳定性、体内代谢机制的阐明等。未来研究需进一步优化组装策略,开发新型NIR吸收材料,并探索其在耐药性肿瘤和深层组织治疗中的应用。

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