近日，我校澳门京葡娱乐网王建國教授團隊在癌症光診療研究中取得重要研究進展，相關成果在化學領域國際頂級期刊Angew. Chem. Int. Ed.上發表，題目為“A Facile Structural Isomerization-Induced 3D Spatial D-A Interlocked Network for Achieving NIR-II Phototheranostic Agents” (論文鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202212673)。論文第一作者為我校博士研究生馮麗娜、李純斌和劉玲秀，通訊作者為我校姜國玉副教授、王建國教授以及香港中文大學（深圳）唐本忠院士，澳门京葡娱乐网為該論文第一單位。

近紅外二區（NIR-II）有機光診療試劑在活體組織中具有較低的組織吸收、散射和自發熒光幹擾，可以大大提升熒光成像的組織穿透深度和分辨率，在生物醫學中具有廣闊的應用前景。在已報道的NIR-II有機光診療試劑中，常用的分子設計策略是基于擴大π共轭長度或增強D-A作用來實現，但這類分子通常具有較差的水溶性，利用基質封裝技術形成聚集體納米粒子（NPs）是增強其生物相容性和水溶性的普遍策略。然而，在封裝過程中有效調控分子堆積方式構建NIR-II有機光診療試劑的設計策略未見文獻報道，如能順利實現則為NIR-II有機光診療試劑的構建提供了更為便捷和有效的方法。

王建國教授團隊通過深入研究分子結構與分子堆積方式之間的關系，首次提出了一種結構異構化誘導三維空間D-A互鎖網絡策略，在納米封裝過程中調控分子堆積方式，設計了一種具有優異的光熱穩定性、高光熱轉換效率和活性氧生成能力的NIR-II有機光診療試劑。

NIR-II有機光診療試劑的分子設計策略

首先，作者通過一步無金屬催化的Knoevenagel縮合反應，将3,6-二甲基取代的吡咯并吡咯二酮（DPP）作為受體單元與給電子的甲氧基萘醛偶聯，設計合成了兩個D-A-D型異構體4MNVDPP和6MNVDPP。光物理測試結果表明，雖然4MNVDPP在溶液态比6MNVDPP有更長的吸收波長，但在形成聚集體NPs後，與4MNVDPP NPs相比，6MNVDPP NPs的最大吸收波長紅移178 nm，摩爾消光系數提升至3.71´104 M-1×cm-1，發射波長擴展到NIR-II區。此外，6MNVDPP NPs表現出優異的活性氧物種産生能力、高的光熱轉換效率（89%）以及良好的光熱穩定性。

光物理與光動力性能測試

光熱性能測試

理論計算和單晶結構表明，由于6MNVDPP具有較大的表面靜電勢差，在6MNVDPP的晶體中，同層相鄰分子通過萘環氫原子和DPP羰基之間的氫鍵形成雙重分子間D-A相互作用；層間相鄰分子通過強π-π相互作用同樣形成雙重分子間D-A相互作用。在三維D-A相互作用的驅動下，6MNVDPP形成了緊密的三維空間D-A互鎖網絡堆積。而在4MNVDDP的晶體中，無論層内還是層間均隻存在單重D-D相互作用，分子堆積形成了二維D-D型J聚集。因此，6MNVDPP NPs表現出了更長的吸收波長、更大的摩爾消光系數以及更強的光熱轉換效率。鑒于6MNVDPP NPs優異的光物理性能，作者将6MNVDPP NPs經尾靜脈注射到荷瘤小鼠體内，利用實體瘤的高通透性和滞留效應（EPR效應），對腫瘤組織實現了NIR-II熒光成像引導的光動力/光熱協同治療。

荷瘤小鼠腫瘤治療結果

綜上，這種由結構異構化誘導三維空間D-A互鎖網絡策略為NIR-II有機光診療試劑的設計、開發提供了一種新的思路，在抗癌研究中具有潛在的生物醫學應用價值。

該研究得到了國家自然科學基金、内蒙古自治區“草原英才”、内蒙古自治區自然科學基金、内蒙古自治區科技領軍人才團隊、内蒙古自治區科技攻關計劃和澳门京葡娱乐网“駿馬計劃”等項目的資助。

通訊作者簡介：

姜國玉，澳门京葡娱乐网副教授，2007年畢業于北京師範大學，獲學士學位；2012年畢業于中國科學院理化技術研究所，獲博士學位。2019年加入澳门京葡娱乐网。入選内蒙古自治區第十批“草原英才”，江西省傑出青年。主要從事有機光診療研究，主持國家自然科學基金（3項）等各類基金項目10餘項，以第一作者或通訊作者在國際頂級刊物如Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Anal. Chem.、Biosens. Bioelectron.等上發表研究論文40餘篇，申請國家發明專利30餘項（已授權9項）。

王建國，澳门京葡娱乐网教授，博士生導師。2014年畢業于中國科學院化學研究所，獲博士學位；2016-2018年香港科技大學博士後；2019年加入澳门京葡娱乐网。入選教育部“長江學者獎勵計劃”青年學者、内蒙古自治區傑出青年、内蒙古自治區第十批“草原英才”、江西省傑出青年、贛州市科技創新傑出青年、澳门京葡娱乐网“駿馬計劃”A3崗、澳门京葡娱乐网青年科技人才培育計劃等人才計劃。主要從事有機光電功能材料研究，以第一作者或通訊作者在國際頂級刊物如Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等上發表研究論文50餘篇，申請國家發明專利35餘項（已授權12項），PCT專利3項，美國專利2項。主持國家自然科學基金面上、青年、地區等基金項目10餘項。