港中深唐本忠院士/华南理工冯光雪教授ACS Nano：AIE光敏剂-白蛋白复合物可促进羟基自由基生成，实现光动力治疗！

有效的光动力疗法（PDT）需要光敏剂（PS）在缺氧肿瘤微环境中以较少的氧依赖性方式大量产生I型活性氧（ROS）。在此，香港中文大学唐本忠教授和华南理工大学冯光雪教授等人提出了一种级联策略，通过聚集诱导发射（AIE）光敏剂-白蛋白复合物促进I型ROS，特别是羟基自由基（OH·-）的产生，从而可实现抗缺氧PDT。实验和理论结果都证实了分子阳离子化和BSA固定级联策略对增强OH·-生成的有效性。体外和体内实验均验证了BSA纳米粒子优异的抗肿瘤PDT性能，且优于传统的聚合物包封方法。这种专门促进OH·-生成的多维级联策略在耐缺氧PDT和相关抗肿瘤应用中具有巨大潜力。相关工作以“A Cascade Strategy Boosting Hydroxyl Radical Generation with Aggregation-Induced Emission Photosensitizers-Albumin Complex for Photodynamic Therapy”为题发表在ACS Nano。

【文章要点】

阳离子AIE PS，即TPAQ-Py-PF6（TPA=三苯胺，Q=蒽醌，Py=吡啶）含有三个重要的片段来协同增强自由基的产生：AIE活性TPA单元确保了有效的三重态激子的聚集产生，蒽醌片段具有促进电子转移的氧化还原循环能力，而甲基吡啶鎓阳离子则可以进一步增加分子内电荷转移和电子分离过程。因此，将阳离子TPAQ-Py-PF6插入牛血清白蛋白纳米颗粒（BSA NPs）的疏水结构域可以极大地固定其分子几何结构，并且进一步增加三重态激子的产生，同时BSA的富电子微环境也可以促进OH·-的产生（图1）。

图1 复合物的光化学性质

因此，与相应的传统聚合物封装方法和传统的I型PSs相比，BSA NPs显示出大幅增强的OH·-自由基生成能力，比PEG NPs高3.0倍。体外和体内实验都证明了BSA NPs具有优异的PDT抗肿瘤性能，优于传统的聚合物包封方法（图2）。因此，研究认为上述增加OH·-自由基产生的多维级联策略将在设计I型PS方面产生巨大潜力，尤其是用于耐缺氧PDT和相关抗肿瘤应用的OH·-发生器方面。

图2 级联强化OH·-产生用于PDT示意图

封面来源于图虫创意