Small：分子工程助力高性能AIE光敏劑實現多模態光診療

　　光療診斷學作為一種新興的集光診斷成像和治療功能于一體的癌癥治療方式，近年來在基礎研究和臨床應用方面受到了廣泛關注。在多種癌癥診斷成像技術中，熒光成像(FLI)由于其侵襲性小、靈敏度高、時空分辨率高等優勢，在細胞和活體無損實時跟蹤研究中發揮了重要作用。其中，高性能光敏劑是實現熒光成像引導光療的關鍵。

　　然而傳統的有機光敏劑通常具有剛性平面分子構型，其在稀溶液中發出強烈的熒光，而在高濃度或聚集態下由于分子間π-π堆積導致熒光減弱甚至完全消失，即為“聚集導致熒光猝滅”(ACQ)現象。與傳統光敏劑相比，具有聚集誘導發光(AIE)特性的光敏劑通常具有獨特的螺旋槳式分子構型，在溶液中由于活躍的分子內運動，激發態能量以熱失活的形式耗散，分子不發光或發光微弱，而在聚集態下利用分子結構扭曲限制了分子內運動，顯著增強了熒光效率。AIE分子這種“越聚集越亮”的性質有效克服了傳統有機光敏劑ACQ效應的應用局限。但扭曲的分子結構往往破壞了分子共軛，使材料的吸光性能顯著降低。因此，如何構建具有高吸光系數和熒光效率的AIE光敏劑仍是一項挑戰。

　　近日，香港中文大學（深圳）唐本忠院士團隊深圳大學王東副教授課題組提出了一種“畫龍點睛”的分子設計策略，即在具有高摩爾吸光系數及ACQ效應的A-D-A型小分子IDT的基礎上，通過在其分子骨架兩側引入大位阻扭曲轉子四苯基乙烯(TPE)，成功制備出具有AIE特性的近紅外發光分子IDT-TPE。研究表明，在分子骨架側面而非共軛主鏈引入TPE單元部分犧牲了分子共軛，所制備的 IDT-TPE分子的摩爾吸光系數仍然高達8.9 × 104 M?1 cm?1，優于大部分所報道的D-A-D型的AIE光敏劑。與IDT納米顆粒相比，AIE特性使IDT-TPE納米顆粒具有更高的熒光量子產率(1.7%)，其在小鼠腫瘤熒光成像中的性能也遠優于IDT納米顆粒。此外，IDT-TPE納米顆粒能有效產生活性氧，其光熱轉換效率高達59.7%。體外和體內評價實驗表明，該體系成功實現了高效的近紅外熒光-光熱雙模態成像引導的光動力-光熱聯合診療。這項研究是將ACQ分子轉變為AIE分子的成功范例，通過巧妙的“畫龍點睛”策略有助于聚集態熒光亮度的極大提升，為新型近紅外AIE光敏劑的設計開發提供了借鑒意義。

圖1. IDT-TPE分子設計，IDT-TPE納米顆粒的制備及其在近紅外熒光-光熱雙模態成像引導協同PDT-PTT的應用示意圖。

　　文章第一作者為深圳大學AIE研究中心李丹博士和李有梅博士，通訊作者為深圳大學AIE研究中心王東副教授和香港中文大學（深圳）唐本忠院士。本項目獲得了國家自然科學基金（22005194, 21801169），廣東省杰出青年科學基金（2020B1515020011），中國博士后科學基金（2020M682853），深圳市科技計劃（JCYJ20190808153415062, RCYX20200714114525101）等項目的資助。

　　論文信息：Add the Finishing Touch: Molecular Engineering of Conjugated Small Molecule for High-Performance AIE Luminogen in Multimodal Phototheranostics. Dan Li, Youmei Li, Qian Wu, Peihong Xiao, Lei Wang, Dong Wang*, Ben Zhong Tang*

　　DOI: 10.1002/smll.202102044