Angew. Chem. ：pH可激活长波长光敏剂：无痛可视化光动力治疗

光动力治疗（PDT）作为一种时空可控的非侵入的肿瘤治疗方法，利用光敏剂在特定波长光的照射下，产生活性氧物质来杀死肿瘤细胞。然而，传统PDT使用的光敏剂（PSs）有严重的全身光毒性；且使用的激发光多为短波长光（400～700 nm），穿透深度有限，不利于深层肿瘤组织的治疗。近红外光敏剂（NIR PSs）使用近红外光照射，在一定程度上改善穿透深度问题，但往往需要使用较高功率光照，才能达到良好的治疗效果。高功率光照造成的热辐射效应容易引起周围组织损伤，并产生剧烈的疼痛，限制了其在临床上的广泛应用。

近日，深圳大学医学部生物医学工程学院林静教授团队开发了一类pH可激活的长波长花菁PSs（包括：LET-R, R = H, Cl, Br, I）。这类PSs能够被肿瘤酸性微环境特异激活，从而减少正常组织的光毒副作用，同时开启NIR荧光（FL）和光声（PA）双模态成像。通过引入不同的卤素调控分子的激子动力学过程，提高光电子的系间窜越（ISC）效率，从而提高单线态氧（¹O₂）的量子产率，实现肿瘤高效无痛可视化PDT。

LET-I被酸激活后，其溶液颜色发生颜色变化以及近红外吸收和荧光发射显著增强，表明其具有优异的pH响应性，且这种响应具有较好的可逆性。在功率为0.2 W cm^-2的808 nm激光照射下，激活后的LET-I（LET-I’）呈现出最高的¹O₂量子产率，且没有观察到明显的温度升高，这表明该生成¹O₂的过程中没有产生热效应。

瞬态光谱分析和密度泛函理论（DFT）计算证实了LET-I显著增强的ISC和长波长荧光发射特性，其机制可归因于强自旋轨道耦合（SOC）相互作用、小的S₁-T₁能量差、弱的分子间相互作用以及碘原子引起的振动约束的协同作用。

通过纳米共沉淀法制备出具有良好生物相容性的LET-I探针，然后在细胞水平验证了其高效的PDT效果。接着，使用叶酸修饰的DSPE-PEG₂₀₀₀（DSPE-PEG₂₀₀₀-FA）制备具有肿瘤主动靶向功能的LET-I-FA，在动物活体水平验证了其肿瘤特异性可激活，开启NIR FL/PA双模态信号，从而获取病灶部位药物蓄积信息，指导肿瘤个性化PDT决策。

最终，在0.2 W cm^-2，808 nm激光照射下，LET-I-FA能有效根除肿瘤。本研究通过剖析分子的激子动力学，筛选可激活长波长PS，实现肿瘤无痛分子成像引导的高效PDT。

论文信息

Dissecting Exciton Dynamics in pH-Activatable Long-Wavelength Photosensitizers for Traceable Photodynamic Therapy

Yurong Liu, Jing Zhang, Xuan Zhou, Yaru Wang, Shan Lei, Guangle Feng, Dong Wang, Peng Huang, Jing Lin

文章的第一作者是深圳大学刘宇茸副研究员与硕士研究生张景（现为东京大学在读博士）

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202408064