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化材院陈明副教授/港中深唐本忠院士/理化所郑秀丽博士合作发表Angew Chem: 基于巯基-炔点击反应的双光子有机硫光敏剂

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近日,化材院陈明副教授与香港中文大学(深圳)唐本忠院士、理化所郑秀丽博士合作在国际权威学术期刊Angewandte Chemie上发表题为“Click Synthesis Enabled Sulfur Atom Strategy for Polymerization-enhanced and Two-photon Photosensitization”的研究论文。



        光动力疗法在癌症治疗、抗菌及免疫治疗等方面具有广阔的应用前景。光敏剂是光动力治疗的核心。目前,多数光敏剂由于激发波长短(短波长的激发光易受生物组织吸收和散射),因此只能局限于皮肤癌、膀胱癌和食道癌等浅表疾病的治疗。双光子光敏剂能够利用近红外I区甚至近红外II区的激光进行激发,大大降低了光的渗透损耗,在提高治疗深度方面具有显著的发展优势。

        目前,通过结构设计增强分子系间窜越(ISC)是提高光敏剂光敏行为的主要途径之一。硫作为一种重原子,已被广泛报道可通过促进ISC来设计室温磷光材料。而关于利用硫“重原子效应”促进三线态敏化,设计有机光敏剂的研究却少有报道。

       基于此,陈明等人以便捷、高效、原子经济的巯基-炔点击反应为媒介,通过在分子中原位引入硫“重原子”,获得了高单线态氧产生效率的有机硫光敏剂,给便捷设计高性能光敏化材料提供了新的思路。此外,基于硫原子效应,设计含硫聚合物,可进一步增强ISC,放大光敏;而在光敏剂中引入AIE单元,可抑制光敏剂激发态的非辐射跃迁,对增强光敏也起着重要作用。此外,光敏剂中的硫原子、双键和AIE分子可分别作为电子给体、π桥和电子受体,构建给体-π-受体(D-π-A)结构,使其拥有优越的双光子激发性质。

      基于含硫聚合物制备的纳米试剂,具有高的单线态氧产生效率和双光子吸收截面,可在体外双光子激发下有效杀死癌细胞,因此有望应用于深度组织疾病的光动力治疗。


 

     本论文第一作者为暨南大学硕士生李重阳和香港科技大学刘峻恺博士,该论文得到了国家自然科学基金和广东省科技项目的支持。