摘要:
第二近红外窗口(NIR-Ⅱ, 1000–1700 nm)的有机荧光团因其在肿瘤光诊疗中的应用而备受关注.然而,由于光谱可调性受限以及在生理条件下荧光量子产率(FLQY)降低,基于aza-BODIPY的NIR-Ⅱ染料的发展仍面临挑战.本文提出了一种供体-受体(donor-acceptor, D-A)分子工程策略,构建了aza-BODIPY荧光团TPACN,其具有分子内电荷转移(intramolecular charge transfer, ICT)增强的NIR-Ⅱ发射以及均衡的光热性能.通过引入富电子三苯胺(–TPA)供体和外围氰基(–CN)受体,优化的D-A耦合显著增强了ICT效应,诱导近红外吸收带拓宽,并将荧光发射峰有效红移至1086 nm,在二氯甲烷中获得1.55%的荧光量子产率.当包载于F127中时, TPACN纳米颗粒(TPACN NPs)在水相中仍保持0.20%的FLQY,并在808 nm激光照射下表现出39%的光热转换效率(PCE).具有空间位阻的TPA单元有效缓解了聚集诱导淬灭(aggregation-caused quenching, ACQ)效应,并调控了激发态能量耗散路径,实现了辐射弛豫(荧光)与非辐射弛豫(产热)之间的协同平衡.得益于上述优异的光物理性质, TPACN NPs实现了高分辨NIR-Ⅰ光声与NIR-Ⅱ荧光双模态成像,成功用于活体肿瘤精准可视化与高效光热消融.本工作提出了一种通过ICT调控与位阻工程协同突破aza-BODIPY体系内在荧光瓶颈的通用分子设计策略,为高性能NIR-Ⅱ荧光染料在精准光诊疗中的发展提供了新的分子层面认识.