二區(qū)近紅外(NIR-II, 1000-1700 nm)光激活有機(jī)光熱劑，同步實(shí)現(xiàn)滿足NIR-II熒光成像是非常必要的篙骡，但在非輻射衰變的基礎(chǔ)上相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性稽坤。本文采用苯并[c]噻吩基團(tuán)作為大體積電子給體/π橋丈甸，裁剪外圍分子轉(zhuǎn)子，巧妙地設(shè)計(jì)和構(gòu)建了TPABT-TD尿褪。由于其高電子給受體強(qiáng)度和精細(xì)調(diào)制的分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)睦擂，TPABT-TD同時(shí)表現(xiàn)出在NIR-II區(qū)域的超長(zhǎng)吸收，在NIR-IIa (1300-1500 nm)區(qū)域作為納米聚集體的強(qiáng)烈熒光發(fā)射杖玲，以及在1064 nm激光照射下的高光熱轉(zhuǎn)換顿仇。這些固有的優(yōu)勢(shì)使TPABT-TD納米顆粒具有突出的熒光/光聲/光熱三模態(tài)成像引導(dǎo)的NIR-II光熱治療原位4T1乳腺腫瘤。

傳統(tǒng)的小分子熒光探針通嘲诼恚基于單一位點(diǎn)的反應(yīng)臼闻，對(duì)低活性物質(zhì)響應(yīng)不佳，同時(shí)生物體內(nèi)的共存物往往會(huì)干擾囤采，產(chǎn)生假陽(yáng)性信號(hào)述呐，造成靈敏度與選擇性不足。多識(shí)別位點(diǎn)的小分子熒光探針具有的多個(gè)識(shí)別位點(diǎn)好比多把特異性的鎖蕉毯，只有待測(cè)物攜帶的多把鑰匙一一解鎖才能完成響應(yīng)乓搬，實(shí)現(xiàn)高選擇性的分析；同時(shí)多個(gè)位點(diǎn)的存在增大了探針捕捉待測(cè)物的幾率代虾，進(jìn)而提高了反應(yīng)的靈敏度进肯，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低活性物質(zhì)的檢測(cè)，很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)單一位點(diǎn)探針的缺憾褐着。本綜述歸納了目前設(shè)計(jì)多識(shí)別位點(diǎn)小分子熒光探針的一般范式坷澡，并總結(jié)了近期多位點(diǎn)熒光探針在兒茶酚胺類、硫醇類含蓉、ATP等生物小分子的應(yīng)用频敛。

將探針與先進(jìn)的成像技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了基于單器定位的超分辨率成像馅扣，徹底改變了我們以前所未有的精度研究亞細(xì)胞分子的能力斟赚。本文綜述了小分子探針的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，以及超分辨率成像技術(shù)的進(jìn)展差油。綜述了超分辨率成像技術(shù)的工作原理拗军、技術(shù)進(jìn)展和獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。我們還概述了創(chuàng)新的探針設(shè)計(jì)策略蓄喇，可以增強(qiáng)我們對(duì)亞細(xì)胞分子動(dòng)力學(xué)及其單細(xì)胞器定位的理解发侵。本文還提供了針對(duì)不同細(xì)胞器內(nèi)分子的探針設(shè)計(jì)策略，強(qiáng)調(diào)需要考慮光穩(wěn)定性妆偏、信噪比和靶向結(jié)合等因素刃鳄。本文還詳細(xì)討論了與該領(lǐng)域相關(guān)的挑戰(zhàn)、潛在的解決方案和前景钱骂。通過將探針設(shè)計(jì)與基于單細(xì)胞器定位的最先進(jìn)成像技術(shù)相結(jié)合叔锐，本綜述為在最復(fù)雜的分子相互作用水平上揭示單細(xì)胞器功能提供了一條途徑挪鹏。

將探針與先進(jìn)的成像技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了基于單器定位的超分辨率成像愉烙，徹底改變了我們以前所未有的精度研究亞細(xì)胞分子的能力讨盒。本文綜述了小分子探針的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，以及超分辨率成像技術(shù)的進(jìn)展步责。綜述了超分辨率成像技術(shù)的工作原理返顺、技術(shù)進(jìn)展和獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。我們還概述了創(chuàng)新的探針設(shè)計(jì)策略勺择，可以增強(qiáng)我們對(duì)亞細(xì)胞分子動(dòng)力學(xué)及其單細(xì)胞器定位的理解创南。本文還提供了針對(duì)不同細(xì)胞器內(nèi)分子的探針設(shè)計(jì)策略，強(qiáng)調(diào)需要考慮光穩(wěn)定性省核、信噪比和靶向結(jié)合等因素稿辙。本文還詳細(xì)討論了與該領(lǐng)域相關(guān)的挑戰(zhàn)、潛在的解決方案和前景气忠。通過將探針設(shè)計(jì)與基于單細(xì)胞器定位的最先進(jìn)成像技術(shù)相結(jié)合邻储，本綜述為在最復(fù)雜的分子相互作用水平上揭示單細(xì)胞器功能提供了一條途徑。

將分子成像擴(kuò)展到短波紅外(SWIR, 900 ~ 1400 nm)區(qū)域旧噪，可以通過低組織自身熒光和散射吨娜，提供生物系統(tǒng)中生物分子的深層組織可視化。從美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)的近紅外(NIR)探針和臨床試驗(yàn)來(lái)看淘钟，只有吲哚菁綠(ICG)及其類似物被批準(zhǔn)用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用宦赠。激發(fā)波長(zhǎng)小于800 nm限制了這些探針從深層組織滲透和非侵入性熒光成像。在此米母，我們合成了基于ICG的π-共軛擴(kuò)展菁菁染料ICG-C9和ICG-C11作為生物相容性染料勾扭，以及在水中發(fā)射波長(zhǎng)分別為922和1010 nm的水溶性swr發(fā)射探針。此外铁瞒，還合成了基于ICG妙色、ICG-C9和ICG-C11的熒光標(biāo)記劑，用于開發(fā)SWIR分子成像探針慧耍。利用ICG身辨、ICG-C9和ICG-C11的熒光，我們通過觀察活體小鼠的表面受體(EGFR和HER2)和腫瘤血管芍碧，展示了乳腺腫瘤的三色SWIR熒光成像煌珊。此外，我們展示了使用ICG偶聯(lián)抗癌藥物Kadcyla和ICG-C9或ICG-c11偶聯(lián)的膜聯(lián)蛋白v對(duì)乳腺腫瘤凋亡的雙色SWIR熒光成像泌豆。最后定庵，我們展示了Kadcyla誘導(dǎo)的乳腺腫瘤收縮的長(zhǎng)期(38天)SWIR熒光成像。本研究為生物相容性和水溶性熒光發(fā)射

細(xì)菌感染是公共衛(wèi)生的主要風(fēng)險(xiǎn)。開發(fā)抗細(xì)菌感染的發(fā)光金屬光敏劑引起了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的持續(xù)關(guān)注洗贰。最重要的問題是延長(zhǎng)金屬基光敏劑的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)，以提高體內(nèi)成像和光療的效率陨倡。為了解決這個(gè)問題敛滋，我們合理地設(shè)計(jì)了一種長(zhǎng)波發(fā)射的釕(II)金屬循環(huán)(這里稱為1)，它具有優(yōu)越的光學(xué)穿透性(~ 7 mm)和令人滿意的活性氧生成性能兴革。配合物1對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞具有廣譜抗菌活性和低毒性绎晃。此外，1可以對(duì)金黃色葡萄球菌感染的小鼠進(jìn)行高效的體內(nèi)熒光成像引導(dǎo)光療杂曲，而不良反應(yīng)可以忽略不計(jì)庶艾，這表明1可以成為一個(gè)很好的病原體光療平臺(tái)。釕(Ru)配合物作為潛在發(fā)光光敏劑被開發(fā)用于癌癥和病原體的光診斷和治療擎勘。然而咱揍，大多數(shù)現(xiàn)有的釕配合物在短激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)方面作為光敏劑是有限的。在這里棚饵，我們提出了一個(gè)發(fā)光的Ru(II)金屬循環(huán)(這里稱為1)煤裙，它由808 nm激光激發(fā)，并通過配位驅(qū)動(dòng)的自組裝在波長(zhǎng)約1,000 nm處發(fā)射噪漾。metalacycle 1具有良好的光學(xué)穿透性(~ 7 mm)和令人滿意的活性氧生成性能硼砰。此外，1顯示出廣譜抗菌活性(包括對(duì)耐藥大腸桿菌)以及對(duì)正常哺乳動(dòng)物細(xì)胞的低細(xì)胞毒性欣硼。體內(nèi)研究表明题翰，1可用于金黃色葡萄球菌感染小鼠

本文提出了一種通過鄰位/間位/對(duì)苯基二硫醇共價(jià)連接的二聚七甲基菁(Cy7)分子的策略設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)促進(jìn)了納米顆粒在水中的自發(fā)組裝诈胜，歸因于有效的分子間聚集豹障，增強(qiáng)了體內(nèi)遞送。此外耘斩，分子內(nèi)Cy7單元之間的聚集使元二聚體的光熱轉(zhuǎn)換效率(PCE)達(dá)到74.1%沼填。對(duì)二聚體變體不僅達(dá)到61.1%的高PCE，而且表現(xiàn)出最有效的藥代動(dòng)力學(xué)特征括授，從而在體內(nèi)產(chǎn)生無(wú)與倫比的抗癌效果坞笙。這種雙重聚集策略，利用分子間和分子內(nèi)動(dòng)力學(xué)荚虚，使二聚體Cy7具有優(yōu)越的自我遞送和光熱功效薛夜，為下一代光熱療法提供了一種有前途的方法。

由于生物組織對(duì)光信號(hào)的衰減版述，癌癥光熱治療對(duì)位于皮下不同深度的腫瘤治療效果不盡理想梯澜。本文報(bào)道了一種沸石咪唑酸鹽骨架（ZIF-8）包裹的多通道稀土發(fā)光納米復(fù)合物材料，并負(fù)載多金屬氧酸鹽客體作為光熱治療劑以及熱休克蛋白抑制劑作為光熱增敏劑渴析⊥砘铮基于生物組織波長(zhǎng)依賴的消光性質(zhì)吮龄，通過鑭系發(fā)光比率成像評(píng)估腫瘤深度，從而定制光熱處方咆疗，調(diào)控?zé)嵝菘说鞍滓种苿┑尼尫潘接糜谀[瘤的光熱治療增敏漓帚，在保證光熱治療效果的同時(shí)減小了腫瘤周圍正常組織的損傷。

光動(dòng)力療法(PDT)利用I型光反應(yīng)午磁，由于其比常用的II型光反應(yīng)具有耐缺氧的優(yōu)勢(shì)尝抖，因此作為一種有效的癌癥治療方法具有很大的潛力。開發(fā)了幾種I型光敏劑;然而迅皇，它們主要誘導(dǎo)細(xì)胞毒性昧辽，具有較差的腫瘤特異性和低效率的治療。為了解決這一問題登颓，本文報(bào)道了一種氨基肽酶N (APN)激活的I型光療探針(CyA)用于抗缺氧PDT與免疫治療相結(jié)合搅荞，以有效治療癌癥。CyA可以特異性激活A(yù)PN誘導(dǎo)的底物裂解后的近紅外熒光挺据、光聲信號(hào)和光毒性以及隨后產(chǎn)生的活性光療分子(如CyBr)取具。在常氧和缺氧條件下，CyA對(duì)過表達(dá)APN的腫瘤細(xì)胞具有特異性的成像能力和有效的光毒性扁耐。此外暇检，局部可激活的PDT誘導(dǎo)全身抗腫瘤免疫反應(yīng)。更重要的是婉称，與單獨(dú)治療相比块仆，局部活化PDT和全身免疫治療的結(jié)合可以增強(qiáng)治療效果，提高活小鼠的腫瘤抑制效率王暗。本研究旨在提出一種可激活的光療探針悔据，用于有效的耐缺氧PDT和聯(lián)合治療。

光療為抑制腫瘤細(xì)胞程序性死亡(PCD)的逃避提供了一種非侵入性和時(shí)空可控的范式俗壹。然而科汗，傳統(tǒng)的光敏劑(PSs)往往誘導(dǎo)單一的PCD過程，導(dǎo)致光損傷不足绷雏，嚴(yán)重阻礙了它們的應(yīng)用范圍头滔。本研究通過調(diào)節(jié)電子給體，通過誘導(dǎo)協(xié)同熱亡和凋亡涎显，通過分子工程技術(shù)開發(fā)出聚集誘導(dǎo)的NIR-II發(fā)射PS (DPITQ)坤检，用于質(zhì)膜和線粒體雙靶向腫瘤治療。DPITQ在635 nm的激光照射下顯示出I型和II型活性氧的增加以及高光熱轉(zhuǎn)換效率(43%)期吓。良好的生物相容性和適宜的親脂性有助于DPITQ特異性地錨定在癌細(xì)胞的質(zhì)膜和線粒體中早歇。光敏的DPITQ可以破壞完整的質(zhì)膜，引起線粒體功能障礙，最終導(dǎo)致在缺氧條件下同時(shí)發(fā)生焦亡和凋亡箭跳，從而抑制癌細(xì)胞的增殖晨另。DPITQ納米顆粒(NPs)對(duì)裸鼠靜脈血管具有清晰的NIR-II熒光成像能力。DPITQ NPs在多細(xì)胞腫瘤球體和體內(nèi)都能發(fā)揮有效的NIR-II熒光成像引導(dǎo)光療谱姓，對(duì)腫瘤的破壞最大拯刁，對(duì)正常組織的不良影響最小。