通过供体-受体工程化方法制备了一种含有分子内电荷转移机制的aza-BODIPY荧光团，该荧光团在近红外-II（NIR-II）波段具有增强的发光性能，可用于肿瘤的光热治疗

《Science China-Materials》：Donor-acceptor engineered aza-BODIPY fluorophore with intramolecular charge transfer-enhanced NIR-II emission for tumor phototheranostics

　　

摘要

在第二近红外（NIR-II，1000–1700 nm）波段工作的有机荧光团在癌症光热治疗中具有很高的吸引力。然而，基于aza-BODIPY的NIR-II染料的研发仍然面临挑战，因为它们的光谱可调性有限，并且在生理条件下荧光量子产率（FLQY）较低。在这里，我们提出了一种合理的供体-受体（D-A）分子工程策略，用于构建一种名为TPACN的aza-BODIPY荧光团，该荧光团具有增强的分子内电荷转移（ICT）效应和平衡的光热性能。通过引入富含电子的三苯胺（TPA）供体和外围氰基（?CN）受体，优化的D-A耦合显著增强了ICT效应，从而实现了宽化的NIR吸收峰、在1086 nm处明显红移的荧光峰以及在二氯甲烷（DCM）中高达1.55%的荧光量子产率。当TPACN被封装在F127纳米颗粒（TPACN NPs）中时，其在水中的FLQY仍保持在0.20%，并且在808 nm照射下的光热转换效率（PCE）达到了39%。空间扭曲的TPA单元有效缓解了聚集引起的荧光淬灭（ACQ），并精细调节了激发态能量耗散途径，实现了辐射（荧光）和非辐射（热）松弛之间的协同平衡。得益于这些优化的光物理性质，TPACN NPs实现了高分辨率的NIR-I光声和NIR-II荧光双模成像，从而能够准确可视化肿瘤并进行高效的光热消融体内。这项工作介绍了一种通用设计范式，利用ICT调制和空间工程来克服aza-BODIPY系统的固有荧光瓶颈，为高性能NIR-II染料的研发提供了新的分子见解，以推进精准光热治疗。

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

在第二近红外（NIR-II，1000–1700 nm）波段工作的有机荧光团在癌症光热治疗中具有很高的吸引力。然而，基于aza-BODIPY的NIR-II染料的研发仍然面临挑战，因为它们的光谱可调性有限，并且在生理条件下荧光量子产率（FLQY）较低。在这里，我们提出了一种合理的供体-受体（D-A）分子工程策略，用于构建一种名为TPACN的aza-BODIPY荧光团，该荧光团具有增强的分子内电荷转移（ICT）效应和平衡的光热性能。通过引入富含电子的三苯胺（TPA）供体和外围氰基（?CN）受体，优化的D-A耦合显著增强了ICT效应，从而实现了宽化的NIR吸收峰、在1086 nm处明显红移的荧光峰以及在二氯甲烷（DCM）中高达1.55%的荧光量子产率。当TPACN被封装在F127纳米颗粒（TPACN NPs）中时，其在水中的FLQY仍保持在0.20%，并且在808 nm照射下的光热转换效率（PCE）达到了39%。空间扭曲的TPA单元有效缓解了聚集引起的荧光淬灭（ACQ），并精细调节了激发态能量耗散途径，实现了辐射（荧光）和非辐射（热）松弛之间的协同平衡。得益于这些优化的光物理性质，TPACN NPs实现了高分辨率的NIR-I光声和NIR-II荧光双模成像，从而能够准确可视化肿瘤并进行高效的光热消融体内。这项工作介绍了一种通用设计范式，利用ICT调制和空间工程来克服aza-BODIPY系统的固有荧光瓶颈，为高性能NIR-II染料的研发提供了新的分子见解，以推进精准光热治疗。

此图像的替代文本可能是由AI生成的。