光动力疗法（PDT）具有精准的选择性以及出色的肿瘤消融特性，已逐渐应用于浅表肿瘤的治疗中。尤其是近年来发展的双光子光动力治疗，使用对生物组织穿透能力较强的近红外脉冲激光，照射富集了双光子激发光敏剂的肿瘤组织处，可将PDT应用范围扩大到组织深处的肿瘤治疗中。但是传统光敏剂的双光子吸收性能普遍较弱，合成步骤繁琐，不利于规模制备。 

　　在国家自然科学基金委和科技部的支持下，化学研究所胶体、界面与化学热力学院重点实验室李峻柏课题组在功能化纳米结构的制备并用于提高PDT疗效的研究中取得了一系列重要进展。在前期工作中，将光敏剂与生物大分子共组装，实现了超低光照剂量下的高效PDT（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 134, e202210920），以及靶向线粒体的精准PDT，取得了良好的效果（CCS Chem. 2023, DOI: 10.31635/ccschem.023.202202525）。 

　　最近，该课题组设计并得到了一种基于天然产物大黄素的具有超大双光子吸收截面的纳米颗粒，并用于高效的双光子光动力治疗。发现天然蒽醌类药物大黄素具有较大的双光子吸收截面（380.9 GM）和较高的单线态氧量子产率，密度泛函理论计算结果表明，Emo分子的第一激发单重态与第一激发三重态的能级差较小，仅为0.19 eV，有利于单线态氧的生成。在与人血清白蛋白共组装形成纳米颗粒后，其双光子吸收截面增大至4.02 10⁷ GM，而单线态氧生成能力保持不变。其在800 nm飞秒脉冲激光的照射下对人乳腺癌细胞具有明显的抑制作用。动物实验表明，与天然蒽醌类药物大黄素原药相比，组装的纳米颗粒在荷瘤小鼠肿瘤内的滞留时间显著延长。通过尾静脉注射超低剂量（0.2 mg/kg）后使用800 nm飞秒脉冲激光照射肿瘤部位，肿瘤被完全抑制，且未见全身性毒副作用。 

　　相关成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.2023, e202308019，本文的第一作者是博士研究生刘依林，通讯作者是化学所李峻柏研究员、赵洁副研究员和国家纳米科学中心杨洋研究员。 

E/H NPs的制备及其PDT-PDT示意图

胶体、界面与化学热力学院重点实验室 

　　            2023年11月24日