《Dyes and Pigments》：Construction of an ICT-based near-infrared agent for self-reporting photothermal-induced LD oxidative damage
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Hao-Ran Wang|Yin Yu|Xiao-Juan Pei|Min Qi•●CTNO是一种基于信息通信技术的近红外有机光热诊疗剂。•●具有优异的光热转换效率以及靶向脂滴的能力。•●能够同时引发细胞应激反应，并实时监测脂滴的氧化损伤情况。引言脂滴是中性脂质在细胞内的主要储存
Hao-Ran Wang|Yin Yu|Xiao-Juan Pei|Min Qi
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●CTNO是一种基于信息通信技术的近红外有机光热诊疗剂。
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●具有优异的光热转换效率以及靶向脂滴的能力。
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●能够同时引发细胞应激反应，并实时监测脂滴的氧化损伤情况。
引言
脂滴是中性脂质在细胞内的主要储存形式。从结构上看，它由被磷脂单层包裹的中性脂质疏水核心组成，磷脂单层中还含有特定的相关蛋白质。这类结构存在于从原核生物到高等真核生物的各种细胞中。[1], [2], [3] 近年来越来越多的证据表明，脂滴并非单纯的惰性脂质储存库，而是具有高度活跃性的功能性细胞器，在调节脂质代谢、维持能量平衡、细胞信号传导以及膜运输等方面发挥着关键作用。[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10] 脂滴的数量、大小和空间分布对细胞微环境的变化极为敏感。它们的生成与分解可受到多种因素的调控，包括脂质供应变化、氧化应激以及营养缺乏等，同时还会通过脂解酶介导的水解作用或自噬作用进行精细调节。[11], [12], [13], [14], [15] 因此，开发精准且快速的脂滴成像技术对于监测细胞代谢状态以及阐明与脂质代谢相关的疾病机制具有重要意义。
目前用于检测脂滴的传统技术，如具有高空间分辨率或高灵敏度的电子显微镜和质谱仪，并不适合用于活细胞中脂滴的动态监测。[16] 相比之下，小分子荧光探针由于具备无创性、高时空分辨率、操作简便以及良好的生物相容性等优点，在脂滴成像领域具有明显优势。[17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25] 值得注意的是，近年来将成像功能与治疗功能整合到同一分子中的研究越来越受到重视。尤其是基于近红外区域的光热技术，由于其能够深入组织、几乎不受生物背景干扰，同时还具备远程精确控制的能力，因此在生物医学领域展现出巨大应用潜力。[19], [26], [27], [28] 此外，近红外诱导的光热效应能够提升局部温度，进而引发细胞氧化应激和膜结构紊乱，从而有效破坏癌细胞。基于此，开发兼具脂滴靶向功能与近红外光热效应的荧光探针显得尤为重要。
基于上述研究背景，研究人员设计并合成了一种新型的供体（D）–π–受体（A）结构的有机荧光分子CTNO。在该分子中，N, N-二乙基香豆素被用作电子供体，噻吩作为π共轭桥，而苯并吡啶鎓则作为强电子受体，这样的结构有利于分子内的电荷转移过程。结合理论计算和光物理实验结果，CTNO表现出对近红外光响应能力强、光热转化效率高，且极性敏感性较低等优点，因此能够在复杂的生物系统中实现高对比度的脂滴成像。此外，它还可以作为工具，在外部光热刺激下实现对细胞状态的精准调控，从而帮助深入研究脂质损伤过程以及肿瘤、脂肪肝等疾病的相关机制。凭借这些特性，这一体系为构建兼具精准成像与功能调控功能的新型分子平台提供了清晰的设计思路和可靠的实验基础。
章节要点
材料
所使用的商业亚细胞染料，包括尼罗红和脂质体，均购自Aladdin和Thermo Fisher Scientific等商业供应商。Dulbecco’s Modified Eagle Medium（DMEM培养基）、3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑盐（MTT）以及人类肝细胞癌细胞系HepG2，则是从美国类型培养物收藏中心和BeNa培养物收藏中心购买的。所有化学试剂均为分析级，无需进一步纯化即可直接使用。
设计与合成
由于香豆素具有出色的光致发光性能和较强的电子给体能力，因此被选作该探针的荧光团。通过在分子结构中引入噻吩单元作为π共轭桥，有效地延长了π共轭长度，同时增强了供体与受体之间的电子耦合，从而促进了分子内的电荷转移过程。此外，还引入了一种具有强吸电子能力的苯并吡啶鎓盐作为
结论
在本研究中，研究人员成功构建了一种D–π–A结构的有机分子探针CTNO，并且系统地阐明了其分子结构与功能表现之间的内在关联。研究结果表明：（1）CTNO具有典型的分子内电荷转移特征，且在近红外区域有明显的吸收峰；（2）其近红外吸收特性使其能够对808纳米激光照射产生高效响应，从而实现稳定的光热转换；（3）CTNO还表现出良好的
CRediT作者贡献说明
Min Qi：撰写——审阅与编辑、项目监督、项目管理、资金获取、概念构思。Xiao-Juan Pei：撰写——审阅与编辑、项目监督、方法设计、概念构思。Hao-Ran Wang：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、方法设计、实验研究、正式分析、数据整理。Yin Yu：方法设计、数据整理
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
利益冲突声明
? 作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
本研究得到了深圳医学研究基金（项目编号C2501024）的支持。
