近年來，癌癥已成為威脅人類生命健康的主要因素之一。集診斷和治療于一體的光診療作為一種新型的癌癥診療方法，具有無創、精準和高效等優點，是一種極具潛力的癌癥診療方法。作為光診療的核心，高效光診療試劑的開發至關重要，其中共軛聚合物具有光穩定性強、摩爾消光系數大、光熱性能優異、且結構易于通過單體進行調控等諸多優勢，受到人們的廣泛關注。然而由于共軛聚合物鏈間強烈的π-π相互作用，導致其熒光容易在聚集態下猝滅，因而共軛聚合物的熒光量子產率普遍偏低。因此，開發具有高近紅外二區（NIR-II）熒光量子產率、高光熱效應的有機共軛聚合物對于光熱診療（PTT）的發展具有重要的研究意義。
近日，內蒙古大學王建國教授、姜國玉教授團隊聯合香港科技大學于涵博士提出了一種聚合物構象扭曲策略用于提升共軛聚合物熒光量子產率，實現了高效的 NIR-II成像引導的PTT 癌癥光診療。該研究通過調整共軛聚合物單體之間的相互作用來調節分子內扭轉角，進而改變共軛聚合物鏈間 π-π 相互作用的強度，從而提升NIR-II發光效率。相關工作以“Spacer Twisting Strategy to Realize Ultrabright Near-Infrared II Polymer Nanoparticles for Fluorescence Imaging-Guided Tumor Phototheranostics”為題發表在ACS Nano上。
圖1. 聚合物的設計策略及其應用
圖3. PY-IT NPs的光熱性能及其穩定性測試
圖4. PY-IT NPs對荷瘤小鼠的光熱治療效果
總之，作者提出了一種行之有效的聚合物構象扭曲策略，所研制的PY-IT NPs可對小鼠腹部和后肢進行精確成像，并能有效消融腫瘤組織，這一策略為高性能聚合物光診療試劑的開發提供了重要依據。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c07896
通訊作者簡介
于涵博士，香港科技大學科研助理教授。2017年本科畢業于北京大學化學與分子工程學院（導師：趙達慧教授），隨后進入香港科技大學化學系攻讀研究生，于2021年獲得博士學位（導師：顏河教授）。畢業后獲得香港特別行政區創新科技署-創新科技基金博士后資助項目，2021-2024年于香港科技大學繼續博士后研究，2024起擔任香港科技大學化學系科研助理教授。于涵博士主要從事新型聚合物光敏材料的設計與合成工作，著眼于探索新型聚合物光敏材料之間的構效關系，在基于全聚合物太陽能電池的效率與穩定性方面取得了重要的創新性研究成果，并數次創造全聚合物太陽能電池的效率紀錄。于涵博士共發表SCI學術論文65篇，其中以第一作者/共同第一作者/通訊作者發表在《Nature Review Materials》、《Nature Communications》、《Joule》、《Advanced Materials》、《Angewandte Chemie》、《Advanced Energy Materials》、《Advanced Functional Materials》等期刊的30篇論文，引用次數超過3400次，h-因子: 32。目前仍主要從事有機光敏材料的設計開發，用于高效、穩定的有機太陽能電池器件應用。近期也開展了近紅外光敏材料在生物成像、光熱癌癥治療方面的研究。
姜國玉 內蒙古大學教授，碩士生導師。2007年畢業于北京師范大學，獲理學學士學位；2012年畢業于中國科學院理化技術研究所，獲理學博士學位。入選內蒙古自治區第十批“草原英才”，內蒙古自治區杰出青年基金獲得者、江西省杰出青年基金獲得者。主要從事有機光電功能材料研究工作（包括近紅外熒光材料的設計合成、光動力抗菌/抗癌研究等）。主持國家自然科學基金（4項）等各類項目15項。近五年，以第一作者或通訊作者在國際刊物Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Aggregate、ACS Nano等上發表研究論文上發表SCI論文30余篇，獲授權發明專利15項。參與編寫《Handbook of Aggregation-Induced Emission》（Wiley Press）英文專著第11章。
