声明：【荧光超分子科学】旨在分享学习交流荧光，超分子等领域的最新资讯及研究进展。在这里仅供交流使用，如涉及版权问题，请联系删除。投稿、荐稿、转载、合作或文章问题等请后台联系小编。感谢各位关注！
原文链接：10.1002/agt2.676
光动力疗法 (PDT) 是一种很有前途的靶向癌细胞破坏非侵入性方法。然而，其有效性常常受到有机光敏剂 (PS) 在水环境中聚集引起的猝灭效应的阻碍。
在这里，西北大学曹利平、西安交通大学党东锋采用了共价和非共价限制分子内旋转策略的组合来开发具有聚集诱导发射 (AIE) 特性的超分子 PS。首先，设计并合成了一种具有双层四苯乙烯 (TPE) 结构的水溶性八阳离子分子笼 (1)，该分子笼通过分子工程合成最大限度地减少 TPE 部分的分子内旋转并通过共价限制分子内旋转 (RIR) 实现单分子水平聚集。与单层 TPE 类似物相比，1 在白光照射下表现出更高的生成活性氧 (ROS) 的效率，包括超氧化物自由基 (O2 −•) 和单线态氧 (1O2)。随后，通过在 1 和葫芦[8]脲 (CB[8]) 之间形成 1:4 主客体复合物 (1@CB[8]4)，通过主客体组装的非共价 RIR 可以进一步增强 O2 −• 的生成。此外，1@CB[8]4 作为光催化剂可促进水中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH) 的快速氧化。鉴于其 I 型 ROS 生成和对 NADH 氧化的催化活性，1@CB[8]4 可作为超分子 AIE 型 PS 在缺氧条件下白光照射时表现出强烈的光诱导细胞毒性，展现出其协同 PDT 的潜力。相关研究成果发表于《Aggregate》上。
图文解析
方案 1 示意图：(A) 通过分子工程合成的共价 RIR，(B) 通过主客体组装的非共价 RIR，和 (C) 涉及 ROS 生成和 NADH 氧化的协同 PDT。
图 1 (A) 1–3 的合成路线：(i) MeCN，90°C，3 天，然后 NH4PF6；(ii) 4，TBAI，MeCN，110°C，3 天；(iii) 过量 TBACl；(iv) MeI，MeCN，90°C，3 天，然后 NH4PF6。(B) 1⋅8PF6 − 和 (C) 2⋅8PF6 − 的 X 射线结构。标记的距离表示原子间距离。为清楚起见，省略了所有氢原子、反离子和溶剂分子。
图 2 (A) 1 (0.40 mM) 与 CB[8] (4.0 当量) 的部分 1H NMR 光谱 (400 MHz, 298 K, D2O)。撇号 (’) 表示 1@CB[8]4 内的共振。(B) 298 K 温度下，在水中用 1 滴定 CB[8] (50 µM) 的等温滴定量热法。(C) 水中用 CB[8] (0–10.0 当量) 进行 UV/vis 和 (D) 荧光滴定 1•8Cl− (10 µM)。
图 3 分别以 DCFH、DHR123、ABDA 为指示剂，在光照（白色 LED 灯，20 mW cm−2）下 3、1 和 1@CB[8]4 的 (A) ROS、(B) O2 − • 和 (C) 1O2 生成图。ESR 光谱用于检测 (D) 1O2 和 (E) O2 − • 生成自旋捕集剂 1@CB[8]4，光照时间不同。(F) 激光闪光光解测量 3、1 和 1@CB[8]4 在水中 550 nm 处的三线态寿命。(G) 1 和 3 的 HOMO–LUMO 分布和 (H) 能级。
图 4 NADH 光催化氧化示意图：(A) 在水中，NADH (2.0 mM) 在 1@CB[8]4 (5 mol%) 存在下经光照 (白色 LED 灯，20 mW cm−2) 后氧化过程的部分 NMR 光谱。(B) 在水中分散的 1@CB[8]4 (10 µM) 存在下，NADH (100 µM) 经光照 (白色 LED 灯，20 mW cm−2) 不同时间后的吸收光谱。(C) 在不同催化剂 (10 mol%) 下，NADH (100 µM) 在 339 nm 处的 A/A0 图，绘制时间跨度不同。
图5 (A) 在白光照射（400 − 800 nm，50 mW⋅cm −2，1 分钟）常氧（21% O2）或缺氧（1% O2）条件下，用1@CB[8]4处理的HeLa细胞的细胞活力。(B) 在白光照射（400−800 nm，100 mW⋅cm −2，1 分钟）下，对一系列1和1@CB[8]4浓度下的HeLa细胞内NADH水平进行定量分析。数据以平均值±s.d.的形式呈现，来源于n = 5个独立的生物样本。(C) 在白光照射（400−800 nm，20 mW⋅cm −2，1 分钟）下，用DCFH和二氢乙锭在缺氧（1% O2）条件下检测HeLa细胞中的ROS和O2 −•。(D) 缺氧（1% O2）条件下未经和经白光照射（400-800 nm，100 mW⋅cm −2，1 分钟）的钙黄绿素-AM/PI 染色的 HeLa 细胞的 CLSM 图像。(E) 不同治疗组中相应的肿瘤图像、(F) 肿瘤体积增长曲线和 (G) 肿瘤重量。I：PBS；II：PBS+Light；III：1@CB[8]4；IV：1@CB[8]4+Light。(H) 荷瘤小鼠的体重。(I) 治疗后荷瘤小鼠的肿瘤组织和主要器官的 H&E 染色切片（误差线，平均值±SD，n = 3，*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001）。
科研服务
