內(nèi)容提要 光聲(或光聲)成像有望實現(xiàn)微分辨率無創(chuàng)生物成像宪萄，其穿透深度(>cm)遠高于熒光成像艺谆。然而，酶活性的光聲成像將需要大聲的雨膨、光穩(wěn)定的擂涛、吸收nir的分子造影劑，這仍然是未知的聊记。大多數(shù)有機分子造影劑是重新利用熒光團撒妈，在光聲成像下具有嚴重的光不穩(wěn)定性或光毒性，這是它們緩慢的S1→S0電子弛豫的結果排监。我們現(xiàn)在報告狰右，已知的熒光團可以合理地修改，以達到超快的S1→S0速率舆床，而不需要太多額外的分子復雜性棋蚌，只需將它們與分子開關合并。在這里挨队，我們將偶氮苯開關與菁染料合并谷暮，以實現(xiàn)超快弛豫(<10 ps， >100倍快)盛垦。在不調(diào)整儀器設置的情況下湿弦，這些偶氮胺類化合物在信號壽命(光穩(wěn)定性增加1000倍以上)和信號響度(即使在時間為零時也增加3倍以上)方面表現(xiàn)出顯著的改善。我們展示了為什么這種簡單但未經(jīng)探索的設計策略在未來仍然可以提供更強的性能腾夯，并且還可以增加空間分辨率和光聲響應的定量線性颊埃，而不是擴展縱向成像。通過引入分子開關和轉子來解決光聲試劑面臨的問題蝶俱，這一實用策略將有助于釋放光聲成像在基礎研究和轉化應用中的全部潛力班利。

內(nèi)容提要 光動力療法是一種抗癌療法，需要光敏劑的照射來誘導局部細胞死亡榨呆。目前的近紅外有機光敏劑是由大型和非模塊化結構構建的罗标，無法調(diào)整以提高安全性和最小化脫靶毒性。本工作描述了一個新的化學平臺，以產(chǎn)生酶激活的近紅外光敏劑馒稍。我們優(yōu)化了硒橋式半青堿支架皿哨，使其包括籠化組和生物相容性部分，并生成了組織蛋白酶觸發(fā)的光敏劑纽谒，用于有效消融人膠質母細胞瘤細胞。此外如输，我們證明了酶激活的硒橋半菁氨酸是體內(nèi)微腫瘤安全消融的有效光敏劑鼓黔，為靶向抗癌光動力治療劑的化學設計開辟了新的途徑。

創(chuàng)建通用平臺來開發(fā)雙通道近紅外熒光(NIRF)和光聲(PA)探針不见，特別是那些設計最小化通道串擾的探針澳化，對于精確的生物標志物檢測至關重要。為了彌補這一差距稳吮，本研究引入了一個創(chuàng)新的基于花青素的平臺CySN缎谷。CySN平臺表現(xiàn)出顯著的移波長特性，包括衰減反應后較大的熒光模態(tài)移位(68 nm)和PA模態(tài)移位(145 nm)灶似。這些實質性的變化導致了異常高的比率NIRF變化603倍列林，比率PA變化261倍。利用CySN平臺酪惭，已成功開發(fā)出用于檢測小分子生物標志物(H2O2)和酶生物標志物(酯酶)的雙通道NIRF/PA探針希痴。這些探針在體外具有高靈敏度和選擇性，能夠通過雙通道NIRF/PA檢測檢測其目標春感。探針有效地利用NIRF信號對活細胞中的目標分析物進行成像砌创。該探針能夠通過檢測腫瘤標志物(H2O2和酯酶)來準確診斷腫瘤，比正常組織顯示出3.6至7倍的比例增強鲫懒。因此嫩实，CySN平臺具有進一步推進雙通道NIRF/PA探針在疾病診斷中的生物分子檢測的發(fā)展?jié)摿Α?

在光熱治療(PTT)中，開發(fā)具有良好的近紅外(NIR-II)反應的小分子光熱劑(PTAs)已成為人們關注的焦點窥岩。然而甲献，由于缺乏合適的分子結構，將超長激發(fā)波長和高光熱轉換效率(pce)集中到單個有機小分子中仍然具有挑戰(zhàn)性谦秧。本文在ICG結構的基礎上竟纳，通過增加雙端吲哚鹽的共軛結構和剛性甲基單元的數(shù)量，并在吲哚鹽中加入更長的烷基側鏈疚鲤，合成了6個多甲基菁分子锥累。最終，我們獲得了吸收波長大于1200 nm的IC-1224集歇，在NIR-II窗口具有高達83.2%的高PCE桶略，并具有優(yōu)異的PTT腫瘤消融性能。這提供了一個高性能的NIR-II響應PTA，并為PTT在生物醫(yī)學領域的應用提供了進一步的可能性

作為一種程序性細胞死亡的炎癥形式际歼，焦亡作為一種很有前景的癌癥免疫治療途徑引起了越來越多的關注惶翻。然而，很少有近紅外(NIR)光激活熱亡誘導劑的分子設計策略被開發(fā)出來鹅心。本文首次提出了一種溶酶體靶向的NIR I型光誘導超氧自由基(O2??)發(fā)生器(ENBS)吕粗，它可以引起焦亡和抗腫瘤免疫。在這項工作中旭愧，ENBS不僅選擇性地在溶酶體中積累并破壞溶酶體的完整性颅筋，而且還誘導氣皮蛋白D (GSDMD)介導的焦亡。因此输枯，它最終促進樹突狀細胞(DCs)的成熟议泵，在體內(nèi)實現(xiàn)T細胞介導的免疫激活。據(jù)我們所知桃熄，這是通過caspase-1/GSDMD途徑建立的基于近紅外光激活超氧化物自由基焦亡生成物的免疫治療系統(tǒng)的第一個例子先口，有望為焦亡介導的癌癥免疫治療提供有價值的指導。

J聚集體是一種很有前途的增強二次近紅外窗口(NIR-II)發(fā)射的策略瞳收，但由于缺乏分子設計原理碉京，J聚集體NIR-II染料的控制合成是一個巨大的挑戰(zhàn)。本文采用不同的烷基鏈合成了體積螺旋[芴-9,9'-雜蒽]功能化的苯并雙噻二唑基NIR-II染料(命名為BSFX-BBT和OSFX-BBT)缎讼。施收夸、受體之間的弱斥力相互作用和S…N二級相互作用使染料呈共面分子構象，在溶液中表現(xiàn)出>880 nm的吸收峰血崭。BSFX-BBT在凝聚態(tài)下可以形成理想的J -聚集體卧惜，飛秒瞬態(tài)吸收光譜顯示J -聚集體的激發(fā)態(tài)是輻射態(tài)，J -聚集體有利于受激發(fā)射夹纫。結果表明咽瓷，J聚集的納米粒子在1124 nm處顯示出峰值發(fā)射，相對量子產(chǎn)率高達0.81%舰讹。高效的NIR-II發(fā)射茅姜、良好的光熱效應和生物相容性使J聚集NPs通過熒光/光聲成像引導光療顯示出高效的抗腫瘤效果。該范例表明月匣，通過螺旋功能化策略調(diào)整NIR-II染料的聚集狀態(tài)是提高光治療性能的有效方法钻洒。

現(xiàn)有氨基糖苷類抗生素(AGs)的有效性不斷下降，迫使我們尋求新的方法來提高現(xiàn)有AGs的敏感性锄开。我們提出了一種新的策略素标，包括合理構建聚集誘導發(fā)射發(fā)光材料(AIEgen)，以顯著提高革蘭氏陽性菌對AGs的敏感性萍悴。這種方法的應用包括簡單地將AIEgens添加到細菌中头遭，然后進行5分鐘的光照射寓免。在光照下，細菌有效地產(chǎn)生活性氧计维，將細菌內(nèi)活性氧水平提高到非致死閾值袜香。治療后，細菌迅速進入超敏狀態(tài)鲫惶，導致對三種AGs(卡那霉素蜈首、慶大霉素和新霉素)的敏感性分別增加21.9倍、15.5倍和7.2倍剑按。這種方法對AGs是特異性的疾就，并且誘導的超敏反應表現(xiàn)出無與倫比的持久性和遺傳性。進一步的體內(nèi)研究證實艺蝴，通過這種新方法，AGs對革蘭氏陽性細菌的殺菌能力提高了7.0倍鸟废。這項研究不僅拓寬了AIEgens的潛在應用猜敢，而且為增強AGs對抗細菌感染的有效性提供了新的途徑。

開發(fā)了一種構建具有優(yōu)異亮度和光穩(wěn)定性的NIR-I/NIR-II納米熒光團的綜合方法盒延。該研究首次證實了具有較強疏水部分和較弱親水部分的兩親分子是構建更亮的納米熒光團的優(yōu)越候選分子缩擂，這是由于其在抑制分子內(nèi)電荷轉移/聚集引起的供體-受體-供體型熒光團的熒光猝滅方面具有更高的效率。所制備的納米熒光團在水溶液中的熒光量子產(chǎn)率超過4.5%添寺，并表現(xiàn)出高達1300 nm的強NIR-II尾發(fā)射胯盯。納米熒光團的優(yōu)越性能使其能夠實現(xiàn)高分辨率全身血管成像和腦血管成像，以及體內(nèi)淋巴系統(tǒng)的高對比度熒光成像计露。此外博脑，它們在體內(nèi)微小腫瘤的高靈敏度熒光檢測方面的潛力已被成功證實，從而支持它們未來在癌癥早期精確熒光成像引導手術中的應用票罐。

準確的術中腫瘤是成功手術結果的關鍵叉趣。傳統(tǒng)技術特異性差、靈敏度低该押、耗時長疗杉，極大地影響了術中決策。在這里蚕礼，我們報道了一種級聯(lián)激活的近紅外熒光(NIRF)探針I(yè)R780SS@CaP烟具，它可以依次響應腫瘤酸度和谷胱甘肽水平升高，從而準確定位術中腫瘤奠蹬。與非激活探針和單因素激活探針相比朝聋，IR780SS@CaP級聯(lián)策略可以在復雜的生物環(huán)境中最大限度地減少非特異性激活和假陽性信號，提供優(yōu)越的腫瘤與正常組織的比例罩润，以促進腹部轉移的描繪玖翅。直徑小于1mm的小轉移性病變可以通過IR780SS@CaP精確識別翼馆，并在NIRF成像指導下完全切除。本研究可為腫瘤診斷和影像引導下的腫瘤手術提供實時信息和可靠的決策支持金度，從而降低復發(fā)和并發(fā)癥的風險应媚，改善患者治療效果。

實體腫瘤的缺氧微環(huán)境嚴重降低了氧依賴光動力治療(PDT)的療效猜极。開發(fā)耐缺氧光敏劑用于PDT是一個迫切的要求中姜。本研究開發(fā)了一種新的錸配合物(Re-TTPY)用于PDT誘導的鐵死亡和免疫治療。Re-TTPY由于其電子供體-受體(D-A)結構跟伏，在550 nm光照射下經(jīng)歷了能量轉移和電子轉移過程丢胚，表現(xiàn)出耐缺氧I/II型組合PDT能力，可以同時生成1O2受扳、·O2?和·OH携龟。活性氧(ROSs)導致1,4-二氫煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)勘高、谷胱甘肽過氧化物酶4 (GPX4)和谷胱甘肽(GSH)的耗竭峡蟋。因此，鐵死亡發(fā)生在細胞中同時引發(fā)免疫原性細胞死亡(ICD)华望，并促進樹突狀細胞(DC)的成熟和T細胞的浸潤蕊蝗。CD8+ T細胞釋放干擾素-γ(IFN-??)下調(diào)GPX4的表達，進一步增強鐵死亡的發(fā)生赖舟，從而形成一個相互加強的“閉環(huán)”治療途徑蓬戚。