近红外二区(NIR-II)荧光成像引导的光热疗法(PTT)为治疗深部癌症提供了一种无创、光控的选择。然而,辐射和非辐射过程之间的矛盾导致开发具有高摩尔吸收系数(ε)、荧光量子产率(QY)和光热转换效率(PCE)的NIR-II光热制剂(NIR-II PTAs)成为了一项严峻的挑战。有鉴于此,西南科技大学赵廷兴教授、西安电子科技大学王忠良教授、贾茜教授和香港中文大学(深圳)唐本忠院士设计了一种侧链杂原子取代工程化策略,其可通过改变分子的平面度来同时提高ε、QY和PCE。
本文要点:
(1)增加烷基链上的氧原子数(DTIC,DO1TIC和DO2TIC)能够增强D-A相互作用和优化分子平面度。理论计算结果表明,DO2TIC具有更小的能隙和更紧密的包装结构,可以有效地调节辐射和非辐射跃迁过程。得益于分子平面度的增强,作为NIR-II PTAs的DO2TIC能够表现出优异的ε值(2.61 × 105 M−1 cm−1),该值也超过了大多数已被报道的NIR-II PTAs,从而能够提高其在纳米颗粒状态下的QY和PCE。
(2)基于这些优势,DO2TIC NPs可在1064 nm激光照射下实现高信本比(SBR = 13.50)的血管系统成像和NIR-II成像引导的PTT,有效消除肿瘤。综上所述,该研究能够为开发NIR-II激发的多功能光学诊疗系统提供新的见解。
Chaoqi Song. et al. Rationally Manipulating Molecular Planarity to Improve Molar Absorptivity, NIR-II Brightness, and Photothermal Effect for Tumor Phototheranostics. Biomaterials. 2025
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961225000328