與無機材料相比剪个，有機光熱劑具有良好的生物相容性，近年來在生物醫(yī)學領域的設計和應用方面取得了廣泛的進展版确。有機光熱劑進一步發(fā)展和應用的一個主要障礙是第二近紅外(NIR-II)窗口的高性能材料的稀缺性扣囊，該窗口允許深層組織滲透，并使副作用最小化绒疗。迄今為止侵歇，NIR-II活性光熱劑的報道較少，其光熱轉(zhuǎn)換效率相對較低吓蘑。在此基礎上惕虑，π共軛小分子從第一個近紅外窗口到NIR-II窗口的光吸收是通過取代單個原子的分子手術精確調(diào)控的。利用該技術磨镶，首次展示了吸收峰超過1000 nm的共軛低聚物(IR-SS)溃蔫，其納米粒子在1064 nm激發(fā)下實現(xiàn)了77%的創(chuàng)紀錄高光熱轉(zhuǎn)換效率。納米顆粒具有良好的光聲響應琳猫、光熱治療效果和體內(nèi)外生物相容性伟叛。這項工作開發(fā)了一種策略，以提高癌癥治療的NIR-II窗口的光收集效率脐嫂，為推進NIR-II光熱劑的設計和應用提供了重要的一步统刮。

具有近紅外 (NIR) 光敏劑的三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換 (TTA-UC) 非常適合各種新興應用。然而账千，由于系統(tǒng)間交叉 (ISC) 期間的能量損失侥蒙，開發(fā)具有大反斯托克斯位移的近紅外到藍色 TTA-UC 極具挑戰(zhàn)性。在這里匀奏，作者開發(fā)了第一個具有多共振熱激活延遲熒光 (MR-TADF) 特性的 NIR 吸收 B,N-雜芳烴基敏化劑 (BNS)鞭衩，以實現(xiàn)高效的 NIR-to-blue TTA-UC。 BNS 的單線態(tài)和三線態(tài)激發(fā)態(tài) (0.14 eV) 之間的小能隙抑制了 ISC 能量損失攒射，其長延遲熒光壽命 (115 μs) 有助于有效的三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移醋旦。結果，獲得了所有無重原子 NIR 可激活 TTA-UC 系統(tǒng)中最大的反斯托克斯位移 (1.03 eV)会放，TTA-UC 量子產(chǎn)率為 2.9%（上限 50%）饲齐。

第二個近紅外（NIR-II）窗口中的深層組織成像在廣泛的基礎研究中具有巨大的前景。然而咧最，由于組織吸收和散射導致的信號衰減不均勻捂人，阻礙了其在體內(nèi)精確生物傳感中的應用御雕。在這里，使用腫瘤微環(huán)境（過氧亞硝酸鹽滥搭，ONOO-）在NIR-II區(qū)域進行基于壽命的原位肝細胞癌（HCC）檢測)——響應性稀土-菁F?rster共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）納米傳感器酸纲。響應性NIR-II染料MY-1057作為FRET受體。穩(wěn)健的壽命傳感被證明與組織穿透深度無關瑟匆。由于恢復期長闽坡，腫瘤病變可與正常組織準確區(qū)分。磁共振成像和肝臟解剖結果表明愁溜，在單個和多個HCC模型中疾嗅，基于壽命的檢測是可靠的。此外冕象，ONOO-數(shù)量根據(jù)標準曲線計算出代承。

在光激發(fā)停止后具有持久發(fā)光的余輝成像為超靈敏分子成像提供了機會;然而，缺乏生物相容性的余輝劑阻礙了在臨床環(huán)境中的開發(fā)渐扮。本研究提出了一種將普通光學試劑(包括熒光聚合物论悴、染料和無機半導體)轉(zhuǎn)化為余輝發(fā)光納米顆粒(ALNPs)的通用方法。這種方法將級聯(lián)光反應集成到單個粒子實體中墓律，使ALNPs能夠以化學方式存儲光能膀估，并在能量接力過程中自發(fā)地衰減光能。不僅可以對ALNPs的余輝廓線進行微調(diào)只锻，使其在可見光到近紅外(NIR)區(qū)域發(fā)射玖像，而且可以通過數(shù)學模型預測其強度。具有代表性的近紅外ALNPs允許在活小鼠中快速檢測腫瘤齐饮，其信號背景比比近紅外熒光高出三個數(shù)量級以上。ALNPs的生物降解性進一步增強了它們在體內(nèi)超靈敏成像方面的潛力笤昨。

光學和光聲成像以其無創(chuàng)和高分辨率在生物醫(yī)學應用中發(fā)揮著重要作用祖驱。熒光成像和光聲成像成為解構分子信息和研究體內(nèi)生物過程的有力工具。盡管化學探針的合成已經(jīng)取得了很大的進展瞒窒，但如何設計具有最佳熒光或光聲成像性能的探針來動態(tài)可視化體內(nèi)生物過程仍然是一個挑戰(zhàn)捺僻。從這個角度出發(fā)，作者將重點介紹熒光和光聲成像在體內(nèi)的最新進展崇裁。此外匕坯，還將展示對未來體內(nèi)成像的關注和展望。

缺氧是惡性腫瘤的標志拔稳，已被認為是光動力療法 (PDT) 的主要障礙葛峻。通過耐缺氧光敏劑 (PS) 在復雜的生物場景中精確靶向癌細胞是克服不可避免的腫瘤復發(fā)和轉(zhuǎn)移的基石。在此巴比，作者描述了一種有機 NIR-II PS (TPEQM-DMA)术奖，它具有強大的 I 型光療功效礁遵，可以克服 PDT 在對抗缺氧腫瘤方面的固有缺陷。TPEQM-DMA 表現(xiàn)出顯著的 NIR-II 發(fā)射（>1000 nm）采记，具有聚集誘導發(fā)射特征佣耐，并且在白光照射下僅通過低 O2 依賴型 I 型光化學過程有效地產(chǎn)生聚集態(tài)的超氧陰離子和羥基自由基.合適的陽離子性質(zhì)有助于 TPEQM-DMA 在癌性線粒體中積累。同時唧龄，TPEQM-DMA 的 PDT 破壞了細胞氧化還原穩(wěn)態(tài)兼砖，導致線粒體功能障礙，并提高了致死性過氧化脂質(zhì)的水平既棺，從而誘導細胞凋亡和鐵死亡讽挟。這種協(xié)同細胞死亡方式使 TPEQM-DMA 能夠抑制癌細胞、多細胞腫瘤球體和腫瘤的生長援制。為了改善 TPEQMDMA 的藥理特性戏挡，通過聚合物包封制備 TPEQM-DMA 納米顆粒。體內(nèi)實驗證明了 TPEQM-DMA 納米粒子對腫瘤的吸引人的 NIR-II 熒光成像引導 PDT 效應晨仑。

酞菁鋅(ZnPc)光敏劑(PSs)具有長波吸收強(650 ~ 750 nm)褐墅、高三態(tài)量子產(chǎn)率和生物相容性等優(yōu)點，在光動力治療(PDT)領域具有廣闊的應用前景洪己。然而妥凳，ZnPc PSs的臨床應用因其較差的溶解度和在水環(huán)境中聚集的傾向而受到限制。在這里答捕，作者報道了一種新的納米級金屬-有機層(nMOL)組件的設計逝钥，ZnOPPc@nMOL, ZnOPPc [ZnOPPc =鋅(II)2,3,9,10,16,17,23,24-octa(4-羧基)酞菁]。PSs支持在一個Hf12nMOL的二級建筑單元(SBUs)上用于PDT拱镐。在輻照條件下SNU結合的ZnOPPc PSs吸收700 nm光艘款，通過阻止ZnOPPc激發(fā)態(tài)的聚集誘導自猝滅，有效地敏化單線態(tài)氧的形成沃琅。ZnOPPc@nMOL具有內(nèi)在的線粒體靶向能力哗咆，在兩種結腸癌小鼠模型上表現(xiàn)出出色的PDT療效，>的腫瘤生長抑制率為99%益眉，治愈率為40 - 60%晌柬。

將超長的激發(fā)波長、高的消光系數(shù)和突出的光熱轉(zhuǎn)換能力集成到一個單一的光熱劑中是一個吸引人的同時也是一個極具挑戰(zhàn)性的任務郭脂。為此年碘，基于施主-受體(DA)型半導體聚合物，通過微妙地調(diào)節(jié)兩個具有不同電子親和力和π共軛程度的電子受體部分的摩爾比例展鸡，并充分利用分子內(nèi)運動誘導的光熱效應屿衅，為這一嘗試開發(fā)了一種精確的雙受體工程策略。優(yōu)化的聚合物SP4同時表現(xiàn)出良好的二次近紅外(NIR-II)吸收娱颊、極高的消光系數(shù)和令人滿意的光熱轉(zhuǎn)化行為傲诵。因此凯砍，SP4納米粒子在1064 nm激光激發(fā)光聲成像(PAI)引導的光熱治療(PTT)中表現(xiàn)出前所未有的性能，能夠準確地診斷腫瘤并完全消除腫瘤拴竹。

近紅外(NIR)區(qū)域的熒光探針有可能在生物體內(nèi)提供依賴刺激的信息悟衩。在這里，作者描述了一種基于最廣泛使用的近紅外發(fā)色團七甲基菁支架的新型熒光探針栓拜。這些化合物是由乙酰氨基甲酸酯連接物修飾的座泳。由于近紅外發(fā)射的雙重要求：氨基甲酸酯通過1，6 -消去和發(fā)色團質(zhì)子化裂解幕与，生成的氰基氨基甲酸酯( CyBams )表現(xiàn)出異常的ON轉(zhuǎn)折比( 170× )挑势。為了說明它們在復雜體內(nèi)環(huán)境中的效用，作者將一種γ-谷氨酸取代的CyBam應用于卵巢癌轉(zhuǎn)移模型中γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶( GGT )活性的成像啦鸣〕北ィ總的來說，CyBam有很大的潛力將熒光策略擴展到完整組織和活體動物成像應用诫给。

通過改變配體L的性質(zhì)香拉，合成了5種鋨(II)聚吡啶配合物[Os (4,7-二苯基-1,10菲咯啉)2L]2+作為光敏劑用于光動力治療。由于配體的明顯π擴展結構和鋨中心提供的重原子效應中狂，這些配合物在近紅外(NIR)區(qū)域(高達740 nm)表現(xiàn)出較高的吸收凫碌，不同于相關的釕配合物。這使得在體外對2D細胞層培養(yǎng)的癌細胞具有很好的光毒性胃榕，而且在740 nm照射下對多細胞腫瘤球體也具有光毒性盛险。復合物[Os(4,7-二苯基-1,10-菲羅啉)2(2,2 ' -聯(lián)吡啶)]2+對各種癌細胞系的抑制效果最好，具有較高的光毒指數(shù)勋又。在CT26荷瘤BALB/c小鼠上的實驗也表明苦掘，在740 nm激光照射下，Os(II)配合物可以顯著抑制腫瘤生長楔壤。這種結構簡單的復合物在生物窗口中的高光毒性使其成為治療癌癥的有前途的光敏劑鸟蜡。