本文要點(diǎn)：電子供體/受體（D/A）的操縱顯示出創(chuàng)新光學(xué)材料的無(wú)盡動(dòng)力,。本文設(shè)計(jì)并研究了基于受體工程的D′-D-A-D-D′（1A系統(tǒng)）和D′-D-A-A-D-D′（2A系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),。結(jié)果表明,， 1A體系表現(xiàn)出弱聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）到聚集誘導(dǎo)猝滅（ACQ）現(xiàn)象，以及受體親電性和平面性的增加,。與此形成鮮明對(duì)比的是,，增加一個(gè)受體的2A系統(tǒng)表現(xiàn)出相反的ACQ到AIE轉(zhuǎn)換。值得注意的是,，在2A系統(tǒng)中更缺電子的A-A熒光團(tuán)顯示出優(yōu)異的AIE活性,。更重要的是，與1A體系中的所有化合物相比,，2A體系中的所有化合物均表現(xiàn)出更高的摩爾吸收率（ε）。由于zui高的ε,、近紅外-II（NIR-II,，1000-1700 nm）發(fā)射、理想的AIE特性,、有利活性氧（ROS）產(chǎn)生和高光熱轉(zhuǎn)換效率,。2A系統(tǒng)的代表成員在熒光-光聲-光熱多模態(tài)成像引導(dǎo)的光動(dòng)力-光熱協(xié)同治療中高效消除腫瘤。同時(shí),，還完成了活小鼠血管和淋巴結(jié)的NIR-II熒光成像,。本研究證明雙連接受體策略可以成為AIE效應(yīng)的新分子設(shè)計(jì)方向，從而產(chǎn)生高ε,，聚集增強(qiáng)的NIR-II熒光發(fā)射,，并改善光療診斷劑的ROS產(chǎn)生和發(fā)熱能力。

近紅外聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）物質(zhì)具有在聚集態(tài)下發(fā)光的特性，具有潛在的應(yīng)用于生物成像和光熱治療等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì),。然而,，目前已知的近紅外AIE物質(zhì)的發(fā)光效率較低，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用,。因此,，本研究旨在通過(guò)雙受體工程來(lái)構(gòu)建第二近紅外AIE物質(zhì)，以提高其發(fā)光效率和光熱治療效果,。

雙受體工程是指在分子結(jié)構(gòu)中引入兩個(gè)受體單元,，以增強(qiáng)分子的光物理性能。通過(guò)合理設(shè)計(jì)受體單元的結(jié)構(gòu)和位置,，可以調(diào)控分子的發(fā)光波長(zhǎng),、量子產(chǎn)率和光穩(wěn)定性等性能。作者成功地合成了一系列具有第二近紅外發(fā)光特性的AIE物質(zhì),，并對(duì)其光物理性能進(jìn)行了詳細(xì)的表征,。

多模態(tài)光熱診療是一種將光熱治療與光學(xué)成像相結(jié)合的治療方法，可以實(shí)現(xiàn)精確的腫瘤治療和監(jiān)測(cè),。作者團(tuán)隊(duì)將合成的第二近紅外AIE物質(zhì)應(yīng)用于多模態(tài)光熱診療中,，通過(guò)調(diào)控其發(fā)光性能和光熱轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)了高效的腫瘤治療和成像,。

目前,，電子供體的設(shè)計(jì)發(fā)展迅速，而電子受體工程的研究卻很少受到重視,。受“多多益善"的思想啟發(fā),，作者設(shè)計(jì)并研究了基于受體工程的兩個(gè)具有D′?D?A?D?D′（1A系統(tǒng)）和D′?D?A?A?D?D′（2A系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。通過(guò)這種方法,，研究團(tuán)隊(duì)成功地構(gòu)建了具有AIE特性的近紅外熒光物質(zhì)（圖1）,，這些物質(zhì)在聚集態(tài)下具有較高的發(fā)光強(qiáng)度和較長(zhǎng)的發(fā)光波長(zhǎng)。這些物質(zhì)可以用于多模式光熱診療,，提高診療效果,。

而后,，為深入了解兩系統(tǒng)的電子物理性質(zhì),，如圖2a-h所示，優(yōu)化了所有分子的構(gòu)型,，并在此基礎(chǔ)上測(cè)定并比較了兩系統(tǒng)中化合物的性質(zhì)（圖2i-n）,。這些結(jié)果表明，與 1A 系統(tǒng)中的化合物相比,，2A 系統(tǒng)中的化合物表現(xiàn)出更高的非輻射衰變比例和光熱轉(zhuǎn)化潛力,。

圖2. 1A和2A體系中所有化合物優(yōu)化后的幾何構(gòu)型（a-h）及其相關(guān)數(shù)據(jù)（i-n）,。

接著，考慮到化合物優(yōu)異的AIE特征和位于NIR-II區(qū)域的發(fā)射波長(zhǎng),，使用兩親性共聚物DSPE-mPEG2000將疏水性2TT-2BBTD包封到NPs中,，并進(jìn)行DLS分析（圖3a）。由于其優(yōu)異的性質(zhì),，2TT-2BBTD納米粒被選用于進(jìn)一步的研究和應(yīng)用,。經(jīng)測(cè)定，2TT-2BBTD NPs分別在799和1065 nm處顯示出zui大吸收和發(fā)射（圖3b）,。此外,，作者評(píng)價(jià)了2TT-2BBTD NPs的ROS產(chǎn)生和光熱轉(zhuǎn)化能力（圖3c），證實(shí)了2TT-2BBTD NPs具有NPs濃度和激光功率密度依賴性溫度升高的特性（圖3d,，e）,。這些結(jié)果表明，2TT-2BBTD NPs 的發(fā)熱量可以輕松控制,。

其次,，作者進(jìn)行了一系列體外實(shí)驗(yàn)，評(píng)估了其細(xì)胞水平上的協(xié)同光療功效,。如圖4a所示,，2TT-2BBTD NPs通過(guò)溶酶體介導(dǎo)的內(nèi)吞途徑進(jìn)入4 T1細(xì)胞。接著,，進(jìn)行CCK-8測(cè)定以評(píng)價(jià)2TT-2BBTD NPs的體外滅殺腫瘤作用（圖4 b）,，結(jié)果證明其在激光照射下具有細(xì)胞殺傷活性。通過(guò)使用熒光素二乙酸酯（FDA）和碘化丙啶（PI）的共染色方法進(jìn)一步驗(yàn)證2TT-2BBTD NPs的光療效果,。染色結(jié)果顯示，在PBS,、PBS +激光（L）和2TT-2BBTD NPs（黑暗條件）的組中獲得了強(qiáng)的綠色熒光信號(hào),，而幾乎所有負(fù)載2TT-2BBTD NPs的4T1細(xì)胞在激光照射后均顯示細(xì)胞死亡（圖4c）。此外,，還通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)分析,，以闡明細(xì)胞的死亡機(jī)制（圖4d）,。

圖4. (a)用Hoechst 33342、FITC-2TT-2BBTD NPs和LysoTracker Red染色后的4T1細(xì)胞的CLSM圖像,。(b)在黑暗或808 nm激光照射下用不同濃度的2TT-2BBTD NPs處理后的4T1細(xì)胞的細(xì)胞活力,。(c)各種處理后4T1細(xì)胞的活細(xì)胞和死細(xì)胞染色。綠色和紅色熒光分別表示活細(xì)胞和死細(xì)胞,。(d)用PBS和2TT-2BBTD NPs處理的4T1細(xì)胞的流式細(xì)胞術(shù)分析,。

然后，作者進(jìn)行了一系列體內(nèi)NIR-II熒光成像和光治療診斷學(xué)實(shí)驗(yàn),。評(píng)價(jià)了納米粒用于體內(nèi)近紅外-II血管造影的性能（圖5a-d）,。此外，在施用2TT-2BBTD NPs后,，也可以在小鼠的淋巴結(jié)中檢測(cè)到明亮的NIR-II熒光信號(hào)（圖5e）,。這些結(jié)果說(shuō)明了2TT-2BBTD NPs有效的體內(nèi)NIR-II成像能力,。

最后，基于原位4T1乳腺腫瘤小鼠模型研究了2TT-2BBTD NPs的多模式成像引導(dǎo)光療性能,。首先,，估計(jì)NIR-II FLI和2TT-2BBTD NPs在腫瘤部位中的積累能力（圖6a）。與FLI的結(jié)果一致,，光聲信號(hào)也在尾靜脈注射后12 h呈現(xiàn)zui大水平,，并維持24 h（圖6b）。根據(jù)圖6c中所示的紅外熱圖像,，再次證明了2TT-2BBTD NPs的可靠光熱轉(zhuǎn)換性能,。隨后，評(píng)估了2TT-2BBTD NPs的體內(nèi)抗腫瘤功效,，如圖6d所示,，在2TT-2BBTD NPs加激光照射的光療組中，實(shí)體瘤的生長(zhǎng)被徹di抑制,，并且腫瘤在第3天幾乎被消除,。另外還通過(guò)腫瘤切片的組織學(xué)和免疫組織化學(xué)分析來(lái)驗(yàn)證2TT-2BBTD NPs的體內(nèi)治療機(jī)制,。如圖6 e所示,，蘇木精和伊紅（H&E）測(cè)定顯示,，在2TT-2BBTD NPs加激光照射的治療組中證實(shí)了腫瘤組織的廣泛破壞,。此外,，系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了2TT-2BBTD NPs的體內(nèi)生物安全性,。在整個(gè)治療過(guò)程中,，觀察到這四個(gè)組的生長(zhǎng)趨勢(shì)相似,，體重減輕可忽略不計(jì)。（圖6 f）

圖6. (a)分別靜脈注射2TT-2BBTD NPs后不同時(shí)間,，原位4T1乳腺荷瘤BALB B/c小鼠的NIR-II FLI和（b）PAI。(c)通過(guò)靜脈內(nèi)注射2TT-2BBTD NPs處理4T1荷瘤小鼠,， 12 h后分別用808 nm激光照射2,、4、6和8 min的PTI,。(d)4T1荷瘤小鼠（n = 5）分別在各種治療后的時(shí)間依賴性腫瘤生長(zhǎng)曲線,。(e)各種治療下腫瘤組織的H&E、TUNEL,、CD31和Ki67染色分析,。(f)治療期間4T1荷瘤小鼠（n = 5）的體重變化。

總的來(lái)說(shuō),，這篇文章介紹了一種新型近紅外二區(qū)AIE物質(zhì)的構(gòu)建方法和其在多模態(tài)光熱診療中的應(yīng)用,。該研究對(duì)于發(fā)展高效的腫瘤治療和成像技術(shù)具有重要意義，為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究提供了新的思路和方法,。

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