本文要点：光疗法结合光热治疗（PTT）与光动力治疗（PDT），为癌症治疗提供了具有吸引力的策略。一氧化氮（NO）可作为重要辅助手段克服光疗法的局限性，而荧光成像能实现治疗剂的实时体内追踪，从而优化治疗时间窗并改善疗效。本文设计与合成了一种多功能纳米材料平台（TBN），该平台通过两亲性聚合物F127封装小分子聚集诱导发光（AIE）光敏剂（TDPB）与热响应型一氧化氮供体（BNN6）。TBN能通过结合PDT、PTT与NO疗法，实现近红外二区荧光成像（FLI）引导的多模式癌症治疗。体外与体内实验均明确证实，TBN能在保持优异生物相容性的同时实现精准肿瘤靶向与有效消融。本研究为设计具有更高治疗精度与疗效的多功能治疗纳米平台提供了新策略。

方案1.（a）TDPB和BNN6的化学结构（b）TBN形成和体内NIR-II FLI引导的三模式治疗应用的示意图

研究者设计并合成了一种新型有机光治疗诊断分子TDPB，通过结合辛氧基取代三苯胺（OTPA）作为电子供体，具有供体-受体-供体（D-A-D）结构（方案1a）。这种分子设计使TDPB在聚集时表现出强烈的NIR-II荧光，以及优异的光热转换效率和有效的羟基自由基（•OH）生成。为了增强其治疗效果，TDPB与两亲性聚合物F127和热敏NO供体BNN6共组装形成TBN纳米颗粒。在808 nm激光照射下，TBN同时产生羟基自由基和热量，同时触发BNN6对NO的受控释放，从而实现PDT、PTT和气体治疗的联合。对4T1荷瘤小鼠的体内实验表明，TBN有效抑制肿瘤生长，同时实现用于肿瘤定位和治疗监测的实时 NIR-II 荧光成像（方案1b）。这项工作引入了一种新的多功能纳米平台，该平台集成了成像引导的三峰疗法，为增强癌症治疗提供了有效的策略。

图1. TDPB和TBN性能表征

为评估其光物理特性，本文系统研究了TDPB的光学性质。TDPB在THF溶液中显示出最大吸收波长为773 nm的宽谱带吸收（图1a），其近红外二区发射峰位于1055 nm（图1b）。通过监测TDPB在THF/H₂O混合溶剂中随水含量（fw）变化的光致发光（PL）光谱（图1c），发现当fw增至30%时PL强度基本不变，而当fw提升至90%时，由于探针溶解性逐渐降低，PL强度显著增强，证实了TDPB的典型聚集诱导发光（AIE）特性。采用Gaussian 16程序在B3LYP/6-311G**水平进行的密度泛函理论（DFT）计算显示（图1d），TDPB的最高占据分子轨道（HOMO）电子密度分布于整个共轭骨架，而最低未占分子轨道（LUMO）主要由缺电子TiTP单元主导，这种特征表明存在显著的D-A相互作用与分子内电荷转移，有利于红移发射。其单重态-三重态能隙（ΔEST）为0.535 eV（图1e），表明高效的系间窜越（ISC）潜力，从而促进活性氧（ROS）生成。特别值得注意的是，TDPB从三重态（T1）到基态（S0）的能量差（0.606 eV）小于氧光敏化所需阈值0.98 eV，提示其可通过I型机制作为高效光敏剂产生ROS。

图2. TBN光物理和光热表征

采用2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）和羟基苯基荧光素（HPF）分别检测总活性氧（ROS）与羟基自由基（•OH）的生成。在808 nm激光照射（0.8 W cm⁻²持续240秒）下，含TBN组的DCFH-DA在525 nm处荧光强度增强约5倍，而空白对照组仅显示可忽略的变化，证实TBN具有强效ROS生成能力（图2a）。通过HPF与•OH的特异性反应，TBN溶液经10分钟808 nm照射后525 nm处荧光强度提升约3倍，而单一HPF对照组无显著变化，明确验证了TBN的•OH生成功能（图2b）。电子顺磁共振（EPR）谱进一步证实•OH的产生：如图2c所示，DMPO与TBN在808 nm照射下呈现特征性1:2:2:1四重峰信号，而对照组无共振峰，表明TBN通过I型光动力途径高效产生活性氧。

光热性能评估显示，TBN溶液（12.5-50 μg/mL）在808 nm激光（0.8 W cm⁻²）照射10分钟后呈现浓度依赖性升温，50 μg/mL组温度达42.7°C，显著高于对照组水温（27.5°C）（图2d）。不同功率密度（0.5-1 W cm⁻²）照射下，温度上升与激光强度呈正相关（图2e）。经五次升降温循环后TBN仍保持稳定光热性能（图2f），其光热转换效率（PCE）达49.8%（图2g），表明其适用于光热治疗。相较于已报道的纳米制剂，TBN兼具高PCE与量子产率优势，凸显其作为近红外二区成像引导治疗材料的潜力。

图3. 不同测试条件下TN或TBN处理细胞的存活率

TN和TBN（0-50 μg/mL）在无光照条件下均表现出良好生物相容性（图3a-b）。808 nm激光单独照射对L929细胞无显著毒性。DCFH-DA检测显示，TN/TBN+激光组4T1细胞产生绿色荧光，证实其光诱导ROS生成能力（图3c）。DAF-FM DA探针证实仅TBN+激光组能触发NO释放（图3d）。CCK-8实验表明，808 nm照射（0.8 W cm⁻²，8分钟）后，TBN对4T1细胞的杀伤效果（存活率<10%）显著优于TN组，这归因于BNN6介导的气体疗法协同作用（图3b）。活/死细胞染色显示TBN+激光组死亡细胞信号最强（图3e）。通过添加Vc或冰浴验证了光热-光动力的协同机制。

图4. 静脉注射TBN后小鼠的NIR-II荧光成像

基于优异的体外实验结果，研究者开展了近红外二区荧光成像（NIR-II FLI）研究。如图4a所示，小鼠全身血管结构在NIR-II图像中清晰可辨，后肢静脉成像信背比（SBR）达1.48（图4b-c）。为评估TBN对淋巴系统的标记性能，足垫注射后成功显影腘窝淋巴结及两条淋巴管，最大SBR为2.77（图4d-e）。通过4T1荷瘤小鼠48小时活体成像实验，静脉注射TBN后肿瘤部位荧光强度逐渐升高，24小时达到峰值（图4f-g），表明EPR效应介导的肿瘤高效蓄积。注射24小时后实施光疗以获得最佳疗效，离体器官成像显示肿瘤组织荧光信号最强，肝脏和脾脏亦有分布（图4h），验证了TBN作为肿瘤靶向诊疗纳米探针的应用潜力。

图5. 光热治疗实验

基于TBN在体外实验中展现的优异肿瘤细胞杀伤效果及高效的肿瘤蓄积能力，研究者进一步在4T1荷瘤BALB/c小鼠模型中评估其光治疗效果。首先对健康小鼠背部皮肤进行808 nm激光（0.8 W cm⁻²，8分钟）单独照射，48小时后明场成像和H&E染色显示与未处理组相比无可见损伤或组织病理学异常（图S22、S20d）。通过红外热像仪监测肿瘤区域温度变化发现，PBS组小鼠照射8分钟后仅轻微升温，而TN和TBN治疗组肿瘤温度显著升至约55°C（图5a），证实TBN能实现肿瘤选择性递送并有效诱导NO释放造成不可逆细胞损伤[51]。

为系统评估抗癌效果，将荷瘤小鼠随机分为PBS、TN、TBN、TN+L和TBN+L五组。静脉注射24小时后对肿瘤部位进行808 nm激光照射（0.8 W cm⁻²，8分钟），连续14天隔日监测肿瘤体积和体重（图5b-c）。结果显示：对照组肿瘤持续增长；TN和TBN组凭借TDPB分子的光疗优势显著抑制肿瘤生长；TBN+L联合治疗组表现出最优抑瘤效果，证实光疗与NO治疗的协同作用。治疗期间各组小鼠体重无显著变化（图5c），终期取材显示TBN+L组肿瘤质量最低（图5d-e），H&E染色可见该组肿瘤细胞广泛坏死，而缺乏NO疗法的TN+L组损伤程度较轻（图5f）。TBN兼具卓越的生物相容性与肿瘤抑制效能，具备良好的体内癌症治疗潜力。

参考文献

Zhang S, Zhou W, Zhou W, et al. A NIR-II AIE luminogen based nanoplatform with nitric oxide controlled release properties for NIR-II fluorescence guided combined photodynamic/photothermal/gas therapy[J]. Dyes and Pigments, 2025: 113060.

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