Angew Chem：基于氟硼配合物的新型NIR-II光热试剂用于深层肿瘤的光热治疗

肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病之一，目前临床上常使用的非手术治疗方式以化疗、放疗为主，存在副作用大、细胞耐药等问题。而光热治疗（PTT）作为一种新型的肿瘤治疗策略是将激光光能转化为热能，有针对性地在局部杀死癌细胞，因其在肿瘤治疗方面的微创性和有效性而快速发展。其中，近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）吸收的有机小分子光热试剂（SOPTAs）因其具有光毒性小,生物安全性高以及更深的组织渗透等优势在PTT领域受到了研究者的关注。目前，由于存在合成方面的挑战和缺乏合适的分子骨架，开发具有NIR-II吸收和高光热转换效率（PCE）的SOPTAs仍然是一个亟需解决的问题。

有鉴于此，南京林业大学刘志鹏教授、王小青副教授团队与浙江大学凌宗欣副研究员合作，通过分子工程策略，基于氟硼配合物开发了一系列新型的SOPTAs，BAF1-4。其中，BAF4在光声成像指导的光热治疗以及深层肿瘤的光热治疗中都表现出较好的效果。

图1. BAF4纳米粒子光声成像指导的光热治疗示意图

在分子设计中，（1）作者通过增大分子内共轭结构和强的推拉电子（D-A）作用实现了可调节的吸收波长（图2）；（2）分子内长烷基链的引入有助于分子内运动，促进激发态电子非辐射跃迁通路，是实现高PCE的重要因素。

图2.（1）BAF1-4分子结构；（2）BAF1-4在二氯甲烷中吸收光谱图

作者将BAF4与生物相容性聚合物Pluronic F127用纳米沉淀法制备了纳米颗粒，BAF4 NPs。BAF4 NPs具有光/热稳定性高、生物安全性好、肿瘤靶向（EPR效应）等优势。更重要的是，BAF4 NPs表现出强的NIR-II吸收，吸收最大值为1003 nm；作者用1064 nm激光器（0.75 W cm^-2）测试了BAF4 NPs 的PCE值，高达80%，这一数值在目前所报道的NIR-II吸收的SOPTAs中是最高的。另外，体外实验表明BAF4 NPs具有明显的光声成像能力，因此，BAF NPs被成功应用于荷瘤鼠（皮下瘤）体内光声成像指导的光热治疗。接下来，作者探究了BAF4 NPs对深层肿瘤光热治疗的能力，选择有生物发光信号的肝癌小鼠作为研究对象。在治疗过程中，从生物发光成像图和解剖的肝脏组织图片中可以看到实验组小鼠肿瘤热消融更明显（图3）。这一结果说明BAF4 NPs对于深层肿瘤具有高效的光热治疗能力。这项研究拓展了高效光热性能SOPTA的研究思路、促进了NIR-II吸收染料的探索以及未来生物医学中的应用。

图3.（a）红外热成像图；（b）升温曲线；（c）生物发光成像图；（d）肿瘤发光信号；（e）小鼠体重；（f）肝部肿瘤图片；（g）主要器官组织切片分析。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，硕士研究生姜志勇（现为南京大学博士研究生）与南京晓庄学院张长丽教授为文章的共同第一作者，论文通讯作者为王小青副教授、凌宗欣副研究员和刘志鹏教授。南京林业大学为本研究第一完成单位。该成果得到了国家自然科学基金面上项目（21971115）的资助，在此表示感谢！

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

A Borondifluoride-Complex-Based Photothermal Agent with an 80% Photothermal Conversion Efficiency for Photothermal Therapy in the NIR-II Window

Zhiyong Jiang, Changli Zhang, Xiaoqing Wang, Ming Yan, Zongxin Ling, Yuncong Chen, and Zhipeng Liu

Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202107836

导师简介

刘志鹏，南京林业大学教授，博士生导师。2010年于南京大学配位化学国家重点实验室获博士学位（导师：郭子建院士）。迄今为止以第一作者或通讯作者在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Soc. Rev., Sci. China Chem, Chem. Commun., Org. Lett. Anal. Chem.和 Inorg. Chem.等国际一流期刊上发表SCI论文40余篇。先后获得国家自然科学基金面上和青年项目、江苏省高校自然科学研究重大项目和山东省自然科学基金青年项目等研究项目的资助。

课题组主要从事基于配位化学的功能荧光染料的开发及应用，包括：

(1) 近红外二区氟硼配合物的构建及其多模态成像应用

(2) 神经信号相关物种相关的小分子荧光探针的设计合成

(3) 木质基刺激响应发光材料

刘志鹏

https://www.x-mol.com/university/faculty/27727 

课题组主页

https://lumimat.njfu.edu.cn/ 

王小青

https://www.x-mol.com/university/faculty/175088