陽離子光敏劑（PSs）因其良好的水溶性及與腫瘤細胞的帶負電成分結合的特性，已被廣泛開發用于腫瘤診療一體化。然而，目前已報道的陽離子PSs普遍存在可見光區吸收的局限性，這一特性因光穿透深度不足而顯著限制了其在深部腫瘤治療中的應用。因此，開發在近紅外（NIR）窗口具有高效吸收的陽離子 PSs對實現高效的腫瘤消融至關重要。目前，實現NIR吸收陽離子PSs的主要策略包括增強分子中供體（D）-受體（A）結構的電子效應，但該方法依賴復雜的多步合成工藝及多樣化給/受體基團。另一種策略是通過調控分子組裝行為構建J-聚集體，實現吸收光譜向NIR區拓展。
基于此，香港中文大學（深圳）唐本忠院士、華中科技大學大羅亮教授、李忠安教授聯合研究團隊合成了一種苯并雙噻二唑為受體的多陽離子光熱診療劑（TPBBT）。TPBBT可以自組裝形成H/J混合聚集體，其吸收峰會發生輕微的紅移（圖 1A）。值得注意的是，基于TPBBT的平面結構和帶正電荷的特性，TPBBT與正電荷分子、中性分子和帶平面結構分子作用時，其吸收波長幾乎不發生變化（圖2）。TPBBT與帶負電的平面小分子共組裝，其吸收波長紅移80-100 nm（圖2）。TPBBT與具有多種生物活性的大黃酸也可經共組裝（TPBBTein），從而使TPBBT的最大吸收波長紅移約80 nm。單晶 X 射線衍射分析揭示大黃酸通過 π-π 堆疊與靜電相互作用，誘導 TPBBT 從H/J 混合聚集體（圖3）轉變為高度有序的J-聚集體（圖4）。因此，在 808 nm激光照射下，TPBBTein的光熱轉換效率高達60.4%，大大超過了TPBBT自組裝溶液（6.4%）。更引人注目的是，在光熱效應下，TPBBTein 還能顯著增加腫瘤細胞對大黃酸的攝取，從而實現超高效光熱治療-化療協同治療，進而徹底消除腫瘤（圖 1B）。
圖4. TPBBT在與大黃酸形成的TPBBTein共晶中形成J聚集體
近日，相關工作以“Tuning Near Infrared J-aggregate of a Multicationic Photosensitizer through Molecular Coassembly for Symbiotic Photothermal Therapy and Chemotherapy”為題發表在ACS Nano（doi:10.1021/acsnano.4c17582）。香港中文大學（深圳）唐本忠院士、華中科技大學羅亮教授和李忠安教授為論文共同通訊作者。該工作得到國家自然科學基金的資助。
原文鏈接: https://doi.org/10.1021/acsnano.4c17582
