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光療（Phototherapy）作為一種新型的癌癥治療方式，由于其無耐藥性、創(chuàng)傷小等優(yōu)點(diǎn)，已成為一種能夠有效殺死癌細(xì)胞和提高臨床效果的微創(chuàng)癌癥治療方法。光療包括光動(dòng)力療法（Photodynamic therapy?，PDT）和光熱療法（Photothermal therapy?，PTT）。對(duì)光動(dòng)力治療來說，氧氣是產(chǎn)生細(xì)胞毒性物質(zhì)單線態(tài)氧的重要組成成分，腫瘤乏氧處不利于光動(dòng)力治療；對(duì)光熱治療來說，氧氣是應(yīng)用光熱轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)重要因素，富氧處光熱轉(zhuǎn)換效率容易降低。

精細(xì)化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室樊江莉教授團(tuán)隊(duì)提出了一種新穎的策略，開發(fā)了一例基于氧氣含量調(diào)節(jié)激發(fā)態(tài)失活過程的近紅外光敏劑（Icy-NBF）。腫瘤氧氣含量的降低會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)硝基還原酶的表達(dá)增多，Icy-NBF會(huì)與硝基還原酶（NTR）發(fā)生特異性響應(yīng)，含芳硝基的基團(tuán)經(jīng)還原后脫除，得到分子Icy-NH₂（整個(gè)過程如圖1所示）。在整個(gè)催化還原過程中，光敏劑的激發(fā)態(tài)失活過程也發(fā)生了變化。對(duì)于光敏劑（Icy-NBF），在808 nm光照射下，激發(fā)態(tài)失活過程為輻射躍遷和與氧氣的能量轉(zhuǎn)移。對(duì)于Icy-NH₂，激發(fā)態(tài)失活過程主要?dú)w因于光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移引起的非輻射弛豫。由此，光敏劑Icy-NBF可以在腫瘤有氧處進(jìn)行氧氣敏化產(chǎn)生的單線態(tài)氧進(jìn)行光動(dòng)力治療，也可在乏氧處轉(zhuǎn)化為Icy-NH₂，對(duì)乏氧腫瘤進(jìn)行不需要氧氣的光熱治療。與FDA批準(zhǔn)的臨床光敏劑ICG相比，Icy-NBF從氧氣敏化和光熱轉(zhuǎn)換兩方面均提高了對(duì)光子的利用。在細(xì)胞光療評(píng)估中對(duì)有氧和乏氧癌細(xì)胞均表現(xiàn)出優(yōu)異的抗癌效果，并最終在腫瘤活體治療中，將腫瘤完全抑制甚至消除。這項(xiàng)研究為未來開發(fā)高效光子利用的光療用光敏劑提供了具有指導(dǎo)性的分子設(shè)計(jì)策略。

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圖1.?提升光子利用效率的近紅外光敏劑工作原理示意圖

相關(guān)成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 1510?1517。文章第一作者是本課題組博士研究生趙學(xué)澤，通訊作者為大連理工大學(xué)樊江莉教授，以上工作得到了國家杰出青年基金、基金委群體項(xiàng)目、NSFC-遼寧聯(lián)合基金的大力支持。

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