深圳大学王东、张志军/港中深唐本忠院士/中科院上海有机所高希珂 AFM：NIR-II激发的AIE聚合物用于癌症的多模态光诊疗

2024-03-27 来源：高分子科技

融合多种成像和治疗模式的多模态诊疗一体化在癌症防治领域展现了巨大潜力。多模态诊疗一体化试剂的传统构建策略是将具有单一功能的多种成分组合在一起形成多功能纳米平台。然而这种all-in-one的方法不可避免地会受到成分复杂、重复性低和药代动力学不明确的限制，难以进行临床转化。由华人科学家引领的聚集诱导发光（AIE）研究，为多模态诊疗体系的构筑带来了重大变革。该团队的前期研究工作（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 22776; Adv. Mater. 2020, 32, 2003210; Adv. Mater. 2024, 35, 2309748; Adv. Mater. 2023, 35, 2303212; ACS Nano 2021, 15, 7328; Biomaterials 2021, 274, 120892; ACS Materials Lett. 2020, 2, 1033）已充分证实AIE材料具有独特的单分子多功能性，是构筑集多种成像与不同治疗功能于一体的one-for-all型多模态光诊疗体系的理想选择（Chem. Soc. Rev. 2022, 51, 1983; Aggregate 2020, 1, 80）。

然而，当前开发的多模态AIE诊疗材料的激发波长普遍位于可见光区和近红外一区，此范围内的激发光在实际应用过程中容易被生物体自身组织吸收和散射，穿透深度较小。相比之下，近红外二区（NIR-II, 1000-1700 nm）激发光可显著降低其与生物组织的作用，拥有更好的组织穿透能力和更大的激发深度。但目前可被NIR-II光源激发的多模态AIE诊疗材料尚十分匮乏。基于此，近期唐本忠院士团队深圳大学AIE研究中心王东教授/张志军助理教授和中国科学院上海有机化学研究所高希珂研究员团队合作，提出了一种“受体二聚”策略构筑高性能NIR-II可激发的具有AIE性质的多模态聚合物诊疗材料的新方法。相关研究成果以“NIR-II Excitable Semiconducting Polymers with AIE Characteristics for Fluorescence-Photoacoustic Imaging-Guided Synergistic Phototherapy”为题发表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2024, 2401627）。文章第一作者为深圳大学AIE研究中心博士后李建高（博士毕业于中国科学院上海有机化学研究所，导师：高希珂研究员）。该项目得到国家自然科学基金、广东省杰出青年基金和广东省基础与应用基础研究基金等项目的支持。

图1. NIR-II激发的AIE聚合物的设计策略及其在肿瘤多模态光诊疗应用的示意图

该工作通过选用具有良好共轭平面性和强吸电子能力的硫杂萘二酰亚胺（NDTA）为受体基元，巧妙利用NDTA的大基团体积所造成的双受体之间大的空间位阻效应，使得双受体基元具备高度扭曲的构象，从而赋予所构筑的聚合物具有良好的AIE性质。通过进一步精细调节聚合物骨架的D?A强度，最终获得了一例在NIR-II区具有强吸收、优异光热转换效率和光热稳定性、显著的NIR-II区荧光发射和活性氧产生能力的AIE聚合物（SP3）。

体内外研究均证实具有良好生物相容性的多功能SP3纳米粒在NIR-II激发的荧光?光声?光热三模态成像指导的光动力?光热协同治疗中表现优异。得益于较深的NIR-II区激发源穿透深度和高效的光疗作用，在体内治疗过程中仅需一次注射和一次激光照射，就达到了实体肿瘤彻底消除的效果。该工作也是在该团队前期研究（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202301617; Sci. China Chem. 2021, 64, 2180-2192）基础上基于NDTA受体开发高性能光学诊疗材料的进一步延伸。

原文链接 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202401627

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（责任编辑：xu）

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