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在腫瘤光熱治療領(lǐng)域中，近紅外二區(qū)激發(fā)光（NIR-II，1000-1700 nm）相較于近紅外一區(qū)激發(fā)光（700-900 nm）在生物組織中具有更強(qiáng)的組織穿透性、更高允許使用功率，應(yīng)用潛力更大。理想的NIR-II吸收的診療試劑應(yīng)具有較高的NIR-II區(qū)消光系數(shù)、優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)化效率和光熱穩(wěn)定性，以保證光熱診療試劑的最大光捕獲能力和診療功能的持續(xù)穩(wěn)定輸出。供體-受體（D-A）結(jié)構(gòu)的有機(jī)半導(dǎo)體聚合物具有結(jié)構(gòu)易修飾、消光系數(shù)高、光/化學(xué)穩(wěn)定性好和生物相容性優(yōu)異等優(yōu)勢(shì)，已被用于熒光成像、化學(xué)發(fā)光成像、余輝成像、光聲成像、光動(dòng)力治療和光熱治療等一系列光診療應(yīng)用。然而，與貴金屬納米和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料相比，目前NIR-II吸收的有機(jī)半導(dǎo)體聚合物“分子庫(kù)”卻顯得非?！皡T乏”，特別是缺乏行之有效的分子設(shè)計(jì)原則來(lái)指導(dǎo)高性能NIR-II吸收有機(jī)半導(dǎo)體聚合物的設(shè)計(jì)。因此，開發(fā)具有較好普適性的NIR-II吸收的有機(jī)半導(dǎo)體聚合物設(shè)計(jì)策略對(duì)促進(jìn)NIR-II激發(fā)的光熱轉(zhuǎn)化技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

近日，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所高希珂研究員和香港中文大學(xué)（深圳）唐本忠院士、深圳大學(xué)王東教授團(tuán)隊(duì)合作，利用本課題前期發(fā)展的具有良好平面性的硫雜萘二酰亞胺（NDI-DTYA2）和具有更大電子親和力的苯并雙噻二唑（BBTD）受體，提出了一種“雙受體”精細(xì)調(diào)控策略，通過(guò)調(diào)節(jié)NDI-DTYA2和BBTD的比例，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體聚合物的最大吸收波長(zhǎng)、NIR-II區(qū)消光系數(shù)以及光熱轉(zhuǎn)化效率的有效調(diào)控，獲得了一種最大吸收波長(zhǎng)位于NIR-II區(qū)、高光熱轉(zhuǎn)化效率、優(yōu)異光熱穩(wěn)定性和良好生物安全性的光熱診療試劑。

將性能最優(yōu)的聚合物SP4與兩親性聚合物DSPE-mPEG2000共組裝，制備出高光熱穩(wěn)定性/化學(xué)穩(wěn)定性的SP4納米。該納米在1064 nm處具有強(qiáng)吸收峰值、高消光系數(shù)和高光熱轉(zhuǎn)化效率（~46.5%）。光物理性質(zhì)表明，分子內(nèi)強(qiáng)D-A作用和大的共軛結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)NIR-II吸收的關(guān)鍵；分子內(nèi)強(qiáng)D-A效應(yīng)及雙受體基團(tuán)上多重長(zhǎng)烷基鏈的引入促進(jìn)了分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)，提高了其非輻射能量耗散能力和高光熱轉(zhuǎn)化效率。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)均顯示SP4納米具有優(yōu)異的生物相容性，腫瘤靶向及光聲成像能力。選用荷有4T1皮下腫瘤的小鼠作為研究對(duì)象，僅通過(guò)一次尾靜脈注射SP4納米和一次NIR-II光照射，即可實(shí)現(xiàn)小鼠腫瘤的徹底消融，表明SP4納米具有優(yōu)異的光熱治療效果。該工作闡明了分子強(qiáng)D-A效應(yīng)和分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)在操縱NIR-II吸收和能量輸出以實(shí)現(xiàn)高效NIR-II激發(fā)的光熱轉(zhuǎn)化效率方面起到關(guān)鍵作用，為開發(fā)高性能NIR-II吸收的光熱診療試劑開辟了新途徑。