唐本忠院士/李凯教授合作《ACS Nano》：“一体式”近红外发光纳米聚集体用于提高癌症诊疗效果 | 前沿用户报道

最近，唐本忠院士课题组与南方科技大学李凯教授课题组合作，设计了一个兼具近红外发光、高荧光量子产率、高光热转换效率和活性氧产生效率的多功能诊疗平台。该研究报道的纳米聚集体能够高效利用能量，通过有效的能量耗散调节，在小鼠肿瘤部位显示明亮的荧光，同时表现出良好的光动力和光热治疗效果，并最终完全消除肿瘤（图1）。这项工作对合理设计和构建具有高能量耗散利用率的“一体式”近红外光疗聚集体用于肿瘤的诊断和治疗具有重要意义。相关工作以“Design of One-for-All Near-Infrared Aggregation-Induced Emission Nanoaggregates for Boosting Theranostic Efficacy”为题发表在ACS Nano上。

图1. TPA-TBT纳米聚集体的设计和应用示意图

研究者通过调节不同的供电子基团，并通过烷基链取代的噻吩连接吸电子基团TBT，构建了两个具有明显聚集诱导发光（AIE）性质的分子TPE-TBT和TPA-TBT。其中TBT核具有强吸电子能力和化学稳定性，且其具有烷基侧链，可使分子具有扭曲构象，避免了分子间π-π堆叠。随后，研究者以甲氧基TPE和TPA基团为供电子和转子单元，以烷基化噻吩为π桥，赋予分子扭曲主链以获得更好的AIE特性和增强的溶解度（图 2）。

图２.TPE-TBT和TPA-TBT的合成路径以及优化的计算模拟几何结构和前沿分子轨道

图3. TPA-TBT和TPE-TBT及其纳米聚集体的光物理、光热和光动力特性

图4. TPA-TBT纳米聚集体体内抗癌效果以及肿瘤组织的染色分析

以上研究成果近期发表在 ACS nan0（https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10661）上。其中材料设计与表征由香港科技大学谢会琳博士完成，生物实验则主要由南方科技大学毕震宇同学完成；唐本忠院士（现为香港中文大学（深圳）理工学院院长），南方科技大学李凯教授和香港科技大学郭子健助理教授为本文通讯作者。