Angew. Chem. :“双激子耦合”战略构建长波近红外光热试剂用于肿瘤医治

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光热疗法(PTT)是使用光敏剂在近红外(NIR)光照射下发生充足的热量来杀去世肿瘤细胞并诱导抗肿瘤免疫,具有高选择性和低侵入性等特点,已成为一种有盼望的无效癌症医治办法。近红外吸取无机小分子可以在光子的引发下,经过分子内的非辐射跃迁途径发生热量而杀去世肿瘤细胞,具有易于修饰、衍生、反作用[fǎn zuò yòng]小等特点,被以为是潜伏的光热试剂。但是,现在罕见的具有凌驾800 nm吸取波长的无机小分子光热剂的设计办法通常为:构建大的共轭系统和引入推拉电子布局。这种分子设计谋略通常会招致近红外染料的消融性差、光波动性差以及不行控收集等缺陷,终极严峻低落其光热转换功能和光热医治结果。


克日,安徽师范大学焦莉娟传授、郝二红传授,团结安徽西医药大学吴清华博士、尹录取传授,在后期氮杂氟硼二吡咯类荧光染料(aza-BODIPY)研讨事情的底子上,提出了一种经过调控“分子内”和“分子间”激子耦合完成近红外染料的可控收集从而构建长波近红外光热试剂的设计办法,开展发了一种基于乙烯基桥联的aza-BODIPY二聚体类纳米光热试剂,其具有高光热转换服从,可在低功率的915 nm光引发下完成高效肿瘤光热医治。



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“双激子耦合”战略在肿瘤光热试剂设计中具有共同上风。当多聚体发色团的跃迁偶极矩在分子内和分子间都处于抱负的分列地位时,激子不再范围于单个分子而是游离在整个发色团行列步队中,此时可取得收集可控的(J-收集)近红外光热试剂。处于收集体形态下的光热试剂通常体现出优于单体的光物感性能,包罗较大的吸取红移和优秀的光/热波动性。


作者构建的乙烯基桥联的aza-BODIPY二聚体发色团,由于其构成单体间的“偶极-偶极”互相作用其展示出激烈的分子内激子耦合,体现为吸取谱带的裂分和红移,并经过DFT盘算、圆二色谱以及循环伏安法验证其分子内激子耦合的存在。而对其颠末三嵌段共聚物F-127封装时,J-收集体的构成使得其吸取和发射光谱的进一步红移(辨别到达936 nm和1003 nm),同时也验证了其分子间激子耦合的存在。

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终极,该“双激子耦合”组装的光热试剂在肿瘤光热医治中体现出高的光热转换服从(η = 60.3%)、优秀的光热波动性及精良的生物相容性等特点。小鼠活体表现该纳米光热试剂在915 nm低功率近红外激光其器的照射下,可无效完成肿瘤的完全溶解。


这一研讨事情经过调治分子内和分子间激子耦合完成近红外染料可控收集,从而极大促进该无机染料自组装光热试剂的吸取和发射波长红移,进步了光热试剂光热转换服从和光热波动性且乐成使用于活体的光热医治。这种战略有助于在实践使用中设计和制备高功能无机小分子光热试剂。

文信息

Unique Double Intramolecular and Intermolecular Exciton Coupling in Ethene-Bridged aza-BODIPY Dimers for High-Efficiency Near-Infrared Photothermal Conversion and Therapy

Xing Guo, Jinming Yang, Mao Li, Fan Zhang, Weibin Bu, Heng Li, Qinghua Wu, Dengke Yin, Lijuan Jiao, Erhong Hao

文章的第一作者是安徽师范大学博士研讨生郭幸。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202211081




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