由于弱的光-组织相互作用，二区近红外光（NIR-II, 1000~1350 nm）具有深的组织穿透深度和高的最大允许曝光剂量，NIR-II吸收的光诊疗试剂在肿瘤治疗方面的应用前景广阔。鉴于重金属元素潜在的生物安全性问题，NIR-II吸收的无机金属或半导体纳米材料在临床应用受到诸多限制。有机光诊疗试剂具有功能可调性和良好的生物相容性，成为研究热点。然而，NIR-II吸收的有机光热试剂是通过共价键将电子给体和电子受体单元连接起来，其过程复杂、合成繁琐，亟需发展新型的多功能有机光热试剂。
近日，化学与材料学院的董晓臣教授、青年教师欧昌金博士与广西医科大学的赵永祥教授合作研究，在《Angewandte Chemie International Edition》（化学1区Top期刊，影响因子12.96）发表题为“Biodegradable Charge-Transfer Complexes for Glutathione Depletion Induced Ferroptosis and NIR-II Photoacoustic Imaging Guided Cancer Photothermal Therapy”的研究论文（Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60(15), 8157-8163），南京信息工程大学为第一单位，第一作者为欧昌金博士。
作者分别以四甲基联苯胺（TMB）和四氰基对苯醌二甲烷衍生物（TCNQ和F4TCNQ）为电子给体和电子受体分子，通过超分子组装策略，一步法构建了具有半胱氨酸响应和NIR-II吸收的电荷转移复合物多功能纳米粒子。由于给受体分子间强的电荷转移（电荷转移程度>48%）,纳米粒子在NIR-II区域有强的电荷转移吸收和高的光热转换效率（>42%）。发现了纳米粒子中的受体分子可以选择性地与半胱氨酸发生加成反应形成噻唑衍生物，进而可以抑制胞内GSH的生物合成，造成氧化还原失衡和GPX4蛋白活性抑制。随着孵育的纳米粒子增加，胞内产生ROS量逐渐增加，脂质发生氧化，细胞器功能失调，诱导细胞凋亡，使得电荷转移纳米粒子可以作为铁死亡诱导剂。最后，通过光治疗和铁死亡协同作用可以有效地杀死癌细胞，该工作说明了生物微环境响应的电荷转移复合物在肿瘤治疗中具有广阔的潜力。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202014852