中國科學院化學研究所李峻柏課題組在基于天然產物高效光動力治療的研究中取得新進展
光動力療法（PDT）具有精準的選擇性以及出色的腫瘤消融特性，已逐漸應用于淺表腫瘤的治療中。尤其是近年來發展的雙光子光動力治療，使用對生物組織穿透能力較強的近紅外脈沖激光，照射富集了雙光子激發光敏劑的腫瘤組織處，可將PDT應用范圍擴大到組織深處的腫瘤治療中。但是傳統光敏劑的雙光子吸收性能普遍較弱，合成步驟繁瑣，不利于規模制備。
在國家自然科學基金委和科技部的支持下，中國科學院化學研究所膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室李峻柏課題組在功能化納米結構的制備并用于提高PDT療效的研究中取得了一系列重要進展。在前期工作中，將光敏劑與生物大分子共組裝，實現了超低光照劑量下的高效PDT（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 134, e202210920），以及靶向線粒體的精準PDT，取得了良好的效果（CCS Chem. 2023, DOI: 10.31635/ccschem.023.202202525）。
最近，該課題組設計并得到了一種基于天然產物大黃素的具有超大雙光子吸收截面的納米顆粒，并用于高效的雙光子光動力治療。發現天然蒽醌類藥物大黃素具有較大的雙光子吸收截面（380.9 GM）和較高的單線態氧量子產率，密度泛函理論計算結果表明，Emo分子的第一激發單重態與第一激發三重態的能級差較小，僅為0.19 eV，有利于單線態氧的生成。在與人血清白蛋白共組裝形成納米顆粒后，其雙光子吸收截面增大至4.02×107 GM，而單線態氧生成能力保持不變。其在800 nm飛秒脈沖激光的照射下對人乳腺癌細胞具有明顯的抑制作用。動物實驗表明，與天然蒽醌類藥物大黃素原藥相比，組裝的納米顆粒在荷瘤小鼠腫瘤內的滯留時間顯著延長。通過尾靜脈注射超低劑量（0.2 mg/kg）后使用800 nm飛秒脈沖激光照射腫瘤部位，腫瘤被完全抑制，且未見全身性毒副作用。
相關成果近期發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202308019，本文的第一作者是博士研究生劉依林，通訊作者是化學所李峻柏研究員、趙潔副研究員和國家納米科學中心楊洋研究員。
E/H NPs的制備及其PDT-PDT示意圖
