西华大学余孝其、张亚会JMCC:具有可调活性氧生成过程的光敏剂 E/Z 异构体策略

文摘   2024-11-03 19:13   福建  

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原文链接:10.1039/D4TC03028A.


轻松精确地设计 I 型光敏剂 (PS) 是一种有前途的方法,可以解决传统光动力疗法 (PDT) 在缺氧肿瘤微环境中的局限性。实现 I 型 PS 的有效策略是调整三线态 (T1) 的能级以抑制 II 型 PDT,确保它们低于单线态氧 (1O2) 产生所需的能级。
近日,西华大学余孝其、张亚会团队报告了 E/Z 异构体策略,以精确调节产生的活性氧 (ROS) 类型,从而促进 I 型 PDT 的产生。合成了两对四苯基-1,3-丁二烯 (TPB) 衍生物的 E/Z 异构体,它们作为聚集诱导发射 (AIE) 材料的核心,表现出典型的供体-π-受体结构。这些异构体通过硅胶柱层析成功获得。与 Z 异构体相比,E 异构体表现出更高的 ROS 生成效率,这归因于其更高的系间穿越 (ISC)。同时,E异构体的T1-S0能隙小于O2,有效阻止了II型过程生成1O2。E/Z异构体策略为I型PDT药物的简便制备提供了一种有希望的途径,并有助于我们理解其潜在机制。相关研究成果发表于《J. Mater. Chem. C》上


图文解析

方案1 (a) E/Z-TPB-OIY和E/Z-TPB-CTY的化学结构和光化学机理。(b) E/Z-OIYNPs的制备和PDT过程示意图。

方案2 (a)整个合成路线。(b)E/Z-TPB-OIY和E/Z-TPB-CTY的分子结构。

图 1 (a) E/Z-TPB-OIY 和 E/Z-TPB-CTY 在 DMSO 中的紫外可见吸收光谱和 (b) 归一化 PL,[TPB-OIY] = [TPB-CTY] =1.0 × 10-5 mol L -1 。(λex = 520 nm)。白光照射(2 mW cm−2)时,DCFH指示剂在532 nm 处最强荧光强度净变化[(I-I0)/I0](c)和DHR123指示剂与E/Z-TPB-OIY和E/Z-TPB-CTY在530 nm 处最强荧光强度净变化[(I-I0)/I0](d),[DCFH] = 1.0 × 10−6 mol L −1 ,[DHR123] = 1.0 × 10−6 mol L −1 ,[TPB-OIY] = [TPB-CTY] = 1.0 × 10-5 mol L -1 。(e)通过B3LYP/6-31G(d,p)计算的E 和Z-TPB-OIY 的HOMO 和 LUMO 能级。(f)用TD-DFT 计算的E/Z-TPB-OIY 的相对能级。

图 2 (a) E-OIY NPs 的动态激光散射尺寸和 (b) TEM 图像。(c) ZOIY NPs 的动态激光散射尺寸和 (d) TEM 图像。(e) E/Z- OIY NPs 7 天内的稳定性。(f) E/Z-OIY NPs 的归一化 PL。(g) 白光照射(2 mW cm−2)后,含有 E/Z -OIY NPs 的 DCFH 指示剂在 532 nm 处的荧光强度净变化 [(I-I0)/I0]。(h)白光照射(2 mW cm−2)时,含有 E/Z-TPB-OIY 的 DHR123 指示剂在 530 nm 处的荧光强度净变化[(I-I0)/I0],[DCFH] = 1.0 × 10−6 mol L −1 ,[DHR123] = 1.0 × 10−6 mol L −1 ,[TPB-OIY] = 1.0 × 10-5 mol L-1。

图 3 (a) Lyso-Tracker (溶酶体标记)、E/Z- OIY NPs 和合并的 CLSM 图像。(b) 通过 MTT 分析确定与不同浓度的 E/Z- OIY NPs 孵育后的 4T1 细胞活力,(i) E- OIY NPs 和 (ii) Z- OIY NPs。(c) 与用 PBS、PBS + 光、E/Z- OIY NPs 和 E/Z- OIY NPs + 光处理的不同溶液孵育的 4T1 细胞活力,(i) E- OIY NPs 和 (ii) ZOIY NPs。[E/Z-OIY NPs] = 1.0 × 10-7 mol L -1 (d) 用 H2DCFDA 和 (e) 用 Calcein-AM/PI 染色的 4T1 细胞的 CLSM 图像。[E/ZOIY NPs] = 1.0 × 10-5 mol L -1 ,白光照射设置为 5 mW cm-2 ,持续 10 分钟。


图4. 静脉注射(a)E-OIY 和(b)Z-OIY NPs 后主要器官和肿瘤的体外荧光图像。静脉注射 6 小时(c)E-OIY 和(d)Z-OIY NPs 后主要器官和肿瘤的定量体外荧光强度。(e)治疗流程示意图。(f)不同治疗后小鼠的代表性肿瘤图像。(g)治疗后不同时间小鼠的肿瘤体积增长曲线。**** P < 0.0001,由 Student 双尾 t 检验确定。(h)不同组小鼠的体重测量。

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