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在癌症治疗领域，光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT）的结合因其能够最大化光子利用效率而展现出显著的治疗效果。然而，开发出同时具备PDT和PTT功能的单分子光敏剂（PSs），尤其是具有I型光敏特性的PSs，一直是一个巨大的挑战。华中科技大学李忠安团队成功开发了一种新型超分子光敏剂TPE-SQ7。这种光敏剂基于方酸菁染料（SQs），能够在水溶液中自组装形成高度有序的H聚集体以及纳米颗粒（NPs），并在635纳米激光照射下展现出超过50%的高光热转换效率（PCE）和大量I型活性氧（ROS，如•OH）的生成能力。
研究团队通过引入四苯乙烯（TPE）单元和亲水性SO3−基团对方酸菁染料进行功能化，制备了TPE-SQ7染料。这种染料在非极性溶剂和水溶液中能够形成明确的H聚集体，甚至在DMF中形成有机凝胶。与典型的H聚集体对活性氧（ROS）生成的猝灭效应不同，该研究发现H聚集体能够通过促进系统间穿越过程增强I型ROS的生成，同时保持高效的PTT性能。
研究中，TPE-SQ7 NPs在体外和体内评估中展现出优异的抗肿瘤治疗效果，即使在缺氧环境下也能实现高效的治疗效果。此外，TPE-SQ7 NPs还展现出良好的生物安全性，为光疗应用提供了一种高效且安全的新型光敏剂。
文章要点
1. 超分子光敏剂的创新设计：通过在方酸菁染料中引入TPE单元和亲水性SO3−基团，成功制备了能够在水溶液中形成H聚集体的TPE-SQ7染料。
2. 光热和光动力性能的突破：TPE-SQ7 NPs展现出超过50%的高PCE和大量I型ROS（•OH）的生成能力，使其成为光疗应用中的理想光敏剂候选。
3. 生物安全性和应用前景：TPE-SQ7 NPs在肿瘤光疗和抗菌领域展现出重要的应用前景，并且具有优异的生物安全性。
4. H聚集体的光敏性能影响：该研究提供了对H聚集体对PDT性能影响的新理解，并证明了通过超分子自组装可以实现高性能PSs。
图文详情
图1. TPE-SQ6和TPE-SQ7的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱。
图2. TPE-SQ7在不同条件下的吸光光谱和SEM图像，以及TPE-SQ7凝胶的频率扫描和形成机制。
图3. TPE-SQ6和TPE-SQ7 NPs的制备和表征，包括尺寸分布、TEM图像、吸收光谱、光热性能和光热稳定性。
图4. TPE-SQ6和TPE-SQ7 NPs的ROS生成能力，包括DCFH荧光变化、ABDA吸收变化、EPR谱图等。
文献详情
题目：Supramolecular HAggregates of Squaraines with Enhanced Type I Photosensitization for Combined Photodynamic and Photothermal Therapy
作者：Weiguo Qiao, Teng Ma, Ge Xie, Jingwen Xu, Zhuo-Ran Yang, Cheng Zhong, Hao Jiang, Jianlong Xia, Lianbin Zhang, Jintao Zhu, Zhong'an Li*
引用：ACS Nano 2024, 18, 25671−25684
DOI: 10.1021/acsnano.4c07764
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c07764
作者简介
湖南大学何清课题组
研究方向｜超分子化学
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