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基于此，香港科技大學唐本忠院士/林榮業(yè)教授團隊聯(lián)合四川大學劉肖珩教授團隊提出陰離子-π⁺相互作用結合空間擁擠的構象設計策略來提升AIE光敏劑的熒光效率和活性氧生成能力。其中，作者采用一鍋多組分的合成方法高效構筑了具備近紅外發(fā)射波長的AIEgens, 并系統(tǒng)闡明了該策略在提升AIEgen聚集態(tài)熒光效率和活性氧生成能力方面的內在因素。此外，這項工作還對光動力治療促發(fā)癌細胞凋亡的分子生物學機制進行了系統(tǒng)的研究（圖1）。下載化學加APP到你手機，更加方便，更多收獲。

圖1. (a) 分子構筑策略和納米制備。(b) 熒光成像引導的光動力癌癥治療及其相應的調節(jié)機制。

作者使用簡潔的合成策略制備了四個具有陰離子-π⁺相互作用的AIE分子，并對它們的光物理性質進行了系統(tǒng)的研究。作者發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合陰離子-π⁺相互作用和空間擁擠的構象策略可以賦予AIEgen更高的摩爾消光系數(shù)、熒光量子效率以及緊密的分子堆積（圖2）。

圖2. 所構建的AIEgens光物理性質表征。

晶體結構分析表明，多重分子內、分子間的相互作用（如anion-π⁺相互作用、氫鍵、C-H×××p相互作用）以及高度扭曲的構象是這些分子具備AIE效應的內在原因（圖3）。

圖3. DBQ-2DPA晶體的堆積方式。

隨后，作者通過使用不同的活性氧指示劑以及電子順磁共振技術證實了這些陽離子型的AIEgens同時具備Type I和Type II活性氧的生成能力。此外，空間構象擁擠的DBQ-2DPA-4TPA在聚集狀態(tài)不僅擁有最高的量子產(chǎn)率，還展現(xiàn)出最優(yōu)的活性氧生成能力（圖4）。

圖4. DBQ-2DPA、DBQ-2TPA、DBQ-4TPA和DBQ-2DPA-4TPA的活性氧生成評估。

系統(tǒng)的理論計算和實驗表明，DBQ-2DPA-4TPA在聚集狀態(tài)下具有緊密的分子堆積、窄的ΔE_S1T1以及更多的系間穿越（ISC）通道，因此可以顯著削弱非輻射躍遷來提升熒光效率和活性氧的生成能力（圖5）。

圖5. 系統(tǒng)的理論計算分析。

由DBQ-2DPA-4TPA分子組成的納米聚集體在熒光成像引導的光動力黑色素瘤治療中表現(xiàn)優(yōu)異。此外，該納米聚集體還展現(xiàn)出優(yōu)異的腫瘤靶向和長效的腫瘤滯留能力（圖6）。

圖6. 體內優(yōu)異的熒光成像引導的光動力治療結果。

系統(tǒng)的分子生物學機制研究表明，線粒體功能的紊亂是該納米聚集體光動力治療效果優(yōu)異的內在因素。此外，黑色素瘤細胞的凋亡被證實是Hippo-YAP信號通路調控的結果。作者發(fā)現(xiàn)，光動力治療后Hippo通路關閉，而凋亡通路被激活，這與上調的YAP基因表達以及YAP在細胞核內富集升高緊密相關。隨后，細胞核內的YAP蛋白啟動了凋亡相關基因的轉錄和高表達（圖7和圖8）。

圖7. 光動力誘導癌細胞死亡的調節(jié)機制研究。

圖8. 光動力治療后線粒體基因和形貌的變化探究。