光動力療法(PDT)利用I型光反應市栗，由于其比常用的II型光反應具有耐缺氧的優(yōu)勢缀拭，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;然而填帽，它們主要誘導細胞毒性蛛淋，具有較差的腫瘤特異性和低效率的治療。為了解決這一問題篡腌，本文報道了一種氨基肽酶N (APN)激活的I型光療探針(CyA)用于抗缺氧PDT與免疫治療相結合褐荷，以有效治療癌癥。CyA可以特異性激活APN誘導的底物裂解后的近紅外熒光嘹悼、光聲信號和光毒性以及隨后產(chǎn)生的活性光療分子(如CyBr)叛甫。在常氧和缺氧條件下，CyA對過表達APN的腫瘤細胞具有特異性的成像能力和有效的光毒性杨伙。此外其监，局部可激活的PDT誘導全身抗腫瘤免疫反應。更重要的是限匣，與單獨治療相比抖苦，局部活化PDT和全身免疫治療的結合可以增強治療效果，提高活小鼠的腫瘤抑制效率。本研究旨在提出一種可激活的光療探針睛约，用于有效的耐缺氧PDT和聯(lián)合治療鼎俘。

缺氧是肝細胞癌(HCC)的一個顯著特征，它會破壞治療效果辩涝，增加復發(fā)率贸伐，并促進轉移，尤其是在臨床環(huán)境中的光動力治療(PDT)期間怔揩。研究表明捉邢，緩解腫瘤缺氧可提高PDT療效。然而商膊，持續(xù)存在的挑戰(zhàn)伏伐，包括不理想的氧氣輸送效率和缺乏PDT期間血氧波動的實時反饋，極大地阻礙了腫瘤治療的療效晕拆。本研究利用近紅外二區(qū) (NIR-II)光聲(PA)成像技術解決了這些問題藐翎，用于腫瘤靶向氧輸送和控制釋放。為此实幕，開發(fā)了一種名為BLICP@O2的仿生氧輸送系統(tǒng)吝镣，該系統(tǒng)利用腫瘤細胞膜和熱敏脂質體作為氧載體，含有NIR-II染料IR1048昆庇，光敏劑Ce6和全氟己烷末贾。在1064和690 nm的連續(xù)輻照下，BLICP@O2表現(xiàn)出明顯的光熱和光動力效應整吆。光熱加熱觸發(fā)氧氣釋放拱撵，增強Ce6的光動力效果。PDT期間血氧的變化由多光譜PA成像跟蹤表蝙，并通過缺氧緩解介導的PDT療效增強拴测。

最近猴痘的流行已導致宣布國際關注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件。目前府蛇，缺乏有效的猴痘臨床治療方法集索，阻斷病毒傳播的策略也充滿了缺陷。本研究構建了一個仿生納米模板(稱為TBD@M NPs)欲诺，以巨噬細胞膜為涂層抄谐，聚合納米顆粒裝載以光熱分子TPE-BT-DPTQ為核心的多功能聚集誘導發(fā)射。在猴痘代理小鼠模型(牛痘病毒感染的尾巴劃痕模型)中扰法，靜脈注射TBD@M NPs顯示出病變的精確跟蹤和近紅外區(qū)II熒光成像蛹含。808 nm激光照射后，病毒被光熱效應消滅塞颁，感染創(chuàng)面迅速愈合浦箱。更重要的是吸耿，接種處理過的病變組織懸浮液不會引發(fā)健康小鼠的尾部感染或炎癥激活，表明成功阻斷了病毒傳播酷窥。本研究首次證明了納米醫(yī)學在猴痘治療中的應用咽安，并可能為在臨床試驗中開發(fā)可行的猴痘管理策略帶來新的見解。

近紅外I/II熒光蛋白(NIR-I/II FPs)對體內成像至關重要蓬推，但目前的NIR-I/II熒光蛋白面臨著包括稀缺性妆棒、對發(fā)色團成熟的要求以及有限的發(fā)射波長(通常< 800 nm)等挑戰(zhàn)。在這里沸伏，我們利用合成的尋找蛋白質的NIR-II染料作為發(fā)色團糕珊，通過位點特異性的親核取代反應與標記蛋白(如人血清白蛋白，HSA)共價結合毅糟，從而創(chuàng)造出概念驗證的仿生NIR-II FPs红选。這種化學尋蛋白策略可以在溫和的生理條件下完成，無需催化姆另。蛋白質組學分析確定了特異性結合位點(DIII上的Cys 477)喇肋。NIR-II FPs可顯著提高發(fā)色團亮度和光穩(wěn)定性，同時改善生物相容性迹辐，從而實現(xiàn)高性能的NIR-II淋巴造影和血管造影蝶防。該策略是通用的，適用于創(chuàng)建廣泛的光譜分離NIR-I/II FPs右核，用于實時可視化多種生物事件慧脱。這種簡單的仿生方法具有改變基于熒光蛋白的生物成像的潛力渺绒，并使原位白蛋白靶向能夠創(chuàng)建用于活體深層組織成像的NIRI/II FPs贺喝。

合成染料與遺傳編碼蛋白標簽的化學遺傳學融合為體內成像提供了一條有前途的途徑。由于缺乏在組織透明度近紅外窗口(NIR, 700 - 1700 nm)中工作的明亮和熒光染料宗兼，其充分潛力受到阻礙躏鱼。我們報道了2X-羅丹明(2XR)，這是一種新型結構殷绍，允許開發(fā)活細胞兼容染苛，NIR激發(fā)的變體，具有超過1000 nm的強熒光性主到。2XR采用剛性π骨架茶行，具有雙原子橋，并通過基于螺體的熒光機制發(fā)揮作用登钥。該設計提供了更長的波長畔师，更高的量子產(chǎn)率，并且與目前使用的近紅外熒光羅丹明相比牧牢，增強了水中的熒光性看锉。我們展示了它們在視頻速率動態(tài)成像和靶向深層組織分子成像中的出色表現(xiàn)姿锭。我們開發(fā)了2XR變體2XR715-HTL，這是一種近紅外熒光配體伯铣，用于HaloTag蛋白呻此，使近紅外基因編碼的鈣傳感成為可能，并首次展示了超過1000 nm的體內化學遺傳標記腔寡。我們的工作擴展了近紅外熒光工具庫焚鲜，為化學遺傳學方法的體內成像和傳感鋪平了道路。

第二近紅外區(qū)(NIR-II, 900-1880 nm)熒光成像的小分子染料在臨床應用中具有很大的前景放前。構建供體-受體-供體(D - A - D)結構已被認為是實現(xiàn)NIR-II熒光的可行策略恃泪。然而，通過這種方案開發(fā)NIR-II染料受到缺乏高性能電子受體和給體的阻礙犀斋。吡咯雙酮(DPP)是一種經(jīng)典的有機光電材料贝乎，具有強光吸收、高熒光量子產(chǎn)率叽粹、易衍生化等特點览效。然而，它在NIR-II成像領域的應用一直受到其有限的吸電子能力和DPP的平面結構導致的聚集引起的猝滅(ACQ)效應的阻礙虫几。本文以DPP為電子受體锤灿，通過給體工程，我們成功地設計并合成了DPP基染料T-27辆脸，該染料具有很強的D -A相互作用但校，具有優(yōu)異的近紅外吸收和高亮度的NIR- ii熒光尾發(fā)射。T-27通過在給體單元上有策略地引入長烷基鏈來增加分子間距啡氢，減少溶劑分子的影響状囱，在水溶液中表現(xiàn)出更好的抗ACQ效果。經(jīng)DSPE-PEG2000包封后倘是，T-27納米顆粒(NPs)在水中的相對NIR-II熒光QY為3.4%亭枷，是目前報道的DPP基NIR-II染料中最高的。T-27 NPs出色的光物理特性使其能夠在808 nm激發(fā)下進行多模NIR-IIa生物

“一應俱全”光療法是指單一組件同時具有多種光學成像和治療方式搀崭，因其在癌癥治療中的優(yōu)異表現(xiàn)而受到廣泛關注叨粘。由于具有平衡多種相互競爭的能量耗散途徑的優(yōu)勢，聚集誘導發(fā)射發(fā)光物質(AIEgens)被證明是構建“一應俱全”的多模態(tài)光療劑的理想模板瘤睹。由近紅外二區(qū)(NIR-II, 1000-1700 nm)光觸發(fā)的全方位AIEgens尚未報道升敲。鑒于NIR-II激發(fā)光的組織穿透深度和最大允許曝光量高，本文充分利用AIEgens的單分子通用性優(yōu)勢轰传，同時最大化分子的供受體強度和構象畸變驴党，首次報道了具有多模態(tài)光療特性的NIR-II激光可激發(fā)AIE小分子(命名為BETT-2)。系統(tǒng)的體外和體內評價充分證明了BETT-2納米顆粒(NPs)在NIR-II光驅動熒光-光聲-光熱三模成像引導光動力-光熱協(xié)同治療原位小鼠乳腺腫瘤中的高性能绸吸。這項工作為開發(fā)NIR-II激光激活的一刀切光療系統(tǒng)提供了有價值的見解鼻弧。

胰腺癌組織中致密的細胞外基質(ECM)嚴重阻礙了納米藥物的滲透设江，導致治療效果不佳。為了解決這一問題攘轩，構建了一種多功能脂質體叉存，即Lip - DTI /NO，將I型光敏劑DTITBT與谷胱甘肽(GSH)或熱反應性一氧化氮(NO)供體S-亞硝基-N -乙酰-青霉素胺(SNAP)整合度帮，以消耗腫瘤ECM歼捏，從而增強藥物傳遞，從而改善光療笨篷。負載的DTITBT具有NIR-II熒光成像瞳秽、高效的超氧自由基O2??生成和優(yōu)異的光熱轉換效率等多種功能，使其在光療過程中精確定位腫瘤成為可能率翅。響應細胞內過表達谷胱甘肽或DTITBT光熱效應產(chǎn)生的熱量练俐，NO可以從SNAP中釋放出來。在808 nm激光照射下冕臭，Lip-DTI/NO可選擇性誘導腫瘤原位生成過氧亞硝酸鹽陰離子(ONOO?)腺晾，經(jīng)過O2??生成、GSH或熱觸發(fā)NO釋放等級聯(lián)過程辜贵，O2??與NO快速反應悯蝉。生成的ONOO?可以激活內源性基質金屬蛋白酶的表達，有效地消化腫瘤ECM中的膠原托慨，從而促進了Lip - DTI /NO在腫瘤中的滲透和積累鼻由。體內評價表明，通過ONOO?增強的協(xié)同光動力-光熱療法對皮下和原位胰腺癌模型的治療效果顯著厚棵。

短波紅外(SWIR, 1,000-1,700 nm)和擴展SWIR (ESWIR, 1,700-2,700 nm)區(qū)域的體內熒光成像在診斷成像中具有巨大的潛力蕉世。雖然圖像對比度已被證明隨著波長的增加而提高，但在這些區(qū)域發(fā)射的有機熒光團的設計和合成是具有挑戰(zhàn)性的窟感。在這里讨彼，我們合成了一系列硅基羅丹明 (SiRos)熒光團歉井，其峰值發(fā)射波長為1,300-1,700 nm柿祈。我們表征熒光團光物理(穩(wěn)態(tài)和時間分辨)，電化學和計算使用時間依賴的密度泛函理論哩至。使用兩種熒光團(SiRos1300和SiRos1550)躏嚎，我們配制納米乳劑，并將其用于小鼠心血管系統(tǒng)的全身循環(huán)SWIR熒光成像菩貌。這些研究產(chǎn)生了高分辨率的SWIR圖像卢佣，在整個循環(huán)系統(tǒng)中可以看到清晰的脈管系統(tǒng)。該SiRos支架建立了產(chǎn)生長波發(fā)射SWIR和ESWIR熒光團的設計原則箭阶。

光動力療法(PDT)是一種很有前途的癌癥治療方法虚茶，但由于其對氧氣和高功率密度光激發(fā)的依賴戈鲁，存在局限性。在這里嘹叫，我們報道了基于聚合物的有機光敏劑(PS)通過合理的PS骨架設計和精確的側鏈工程婆殿，在無氧條件下使用超低功率808 nm光激發(fā)產(chǎn)生?O2-和?OH，用于腫瘤特異性光動力消融罩扇。所設計的有機PS骨架可以在無氧條件下產(chǎn)生電子-空穴對婆芦，在808 nm光激發(fā)下將H2O敏化為?O2-和?OH，實現(xiàn)無氧光激發(fā)和不依賴氧的?O2-和?OH生成喂饥。此外消约，與常用的烷基側鏈相比，乙二醇低聚物作為PS側鏈減輕了電子-空穴復合员帮，并在疏水性PS骨架產(chǎn)生的電子-空穴對周圍提供了更多的H2O分子或粮，這可以產(chǎn)生4倍強的?O2-和?OH，從而允許超低功率光激發(fā)產(chǎn)生高PDT效應捞高。最后被啼，在15mw cm-2的超低功率808 nm照射下，進一步證明了在雌性小鼠中開發(fā)可激活的PSs用于腫瘤特異性光動力治療的可行性棠枉。該研究不僅為PDT機制提供了進一步的見解浓体，而且為利用超低功率近紅外光激發(fā)開發(fā)用于腫瘤特異性PDT的不依賴氧的有機PS提供了一般設計指南。 ?