近日，柔性电子（未来技术）学院黄维院士、刘杰研究员、李林教授在《Advanced Materials》期刊上发表题为“Near-Infrared-II Fluorophore with Inverted Dependence of Fluorescence Quantum Yield as Potent Phototheranostics for Fluorescence Image-Guided Phototherapy of Tumors”的研究论文。

同时具有近红外二区(NIR-II, 1000–1700 nm)荧光、光热和光动力性能的有机光诊疗试剂在肿瘤诊断和治疗中具有广阔的应用前景。一方面，这类诊疗试剂可通过NIR-II荧光成像来指导光治疗，另一方面，PTT和PDT协同可有效提高光治疗效果。然而当前的这类有机光诊疗试剂通常存在NIR-II亮度较低、PDT性能较差等缺点，通常需要较高的剂量才能够获得较佳的诊疗效果。尽管如此，实现肿瘤的完全清除仍存在一定的困难，主要是由于光动力性能较差导致协同治疗效果不佳。导致NIR-II亮度、光动力性能较差的一个原因就是这类分子溶剂化效应严重，它们的荧光量子产率通常随着溶剂极性的增加而降低。

图1. 荧光量子产率对极性具有反向依赖的NIR-II荧光团AS1的表征。

近日，作者开发了一种荧光量子产率对极性具有反向依赖关系的有机NIR-II荧光分子（AS1），它可以同时作为光热剂和光敏剂用于肿瘤的诊断和治疗，具有优异的光诊疗效果。与传统有机NIR-II荧光分子不同，AS1的荧光量子产率与极性呈反向依赖关系，即随着溶剂极性的增加，其荧光量子产率先增加后降低，并且在极性稍大的氯仿而不是环己烷中最高。将AS1包封成纳米粒子后，纳米粒子中AS1的微环境极性与AS1表现出最高荧光量子产率的环境极性之间的差异远小于传统的NIR-II荧光分子，这将有利于抑制激发态能量的非辐射衰减。在相同质量浓度下，所得纳米粒子AS1^R在亮度、光热效应和光动力性能方面均优于其他类型的有机NIR-II荧光团。体内实验结果进一步表明，在超低注射剂量下即可实现肿瘤的精确定位和完全消除。该工作首次全面展示了荧光量子产率对极性具有反向依赖的NIR-II荧光团作为光诊疗剂的优势，为未来开发高性能光诊疗剂提供了新的途径。

硕士研究生李孟圆为论文的第一作者，黄维院士、刘杰研究员、李林教授为本文的共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金等项目经费的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202209647

作者：柔性电子（未来技术）学院；审核：安众福