Stimuli and shape responsive lsquo;boron-containingrsquo;
luminescent organic materials

通过调节单线态氧效率实施可控光动力疗法

Sanjoy Mukherjee and Pakkirisamy Thilagar

J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 2647--2662

摘 要

光动力疗法（PDT），以单线态氧（¹O₂）为活性剂，是一种有希望的治疗各种肿瘤和癌症的技术。但它由于大多数传统光敏剂（PS）的选择性差而受到阻碍。在这篇综述中，我们总结了通过调节单线态氧效率实现可控PDT的方法。这里，根据不同的引发条件（如pH，光照，H2O2等），总结和介绍各种可控的PDT方式。更重要的是，可控PDT方式的作用机制，如光诱导电子转移（PET），荧光共振能量转移（FRET），分子内电荷（ICT）和一些物理/化学手段（例如圈养和释放），是文章中的一个关键点。这篇综述提供了设计新型PS和有效和可控PDT方式的总体概述。

1. 介绍

光动力治疗（PDT）是一种结合治疗癌肿瘤光敏剂（PS），氧分子和光，有前途的无创性治疗方法^[1]。在临床上应用，一种低毒或无毒的PS被运送到肿瘤组织和癌细胞通过主动或被动扩散^[2]。随后，通过照射肿瘤组织的激发，PS从其低能量基态（S₀）到获得更高能量的激发状态（S₁）具有长波长光（650-900nm，在该波长范围内的光给予良好的组织穿透）。在治疗过程中，活性氧负责破坏癌细胞，而分子氧（单氧，¹O₂）是PDT关键细胞毒性剂的第一个单重激发态。^[2]1O₂由于其高反应性而有效地破坏生物组织^[3]。它是由基态氧（三重态）和由系间窜越（ISC，图1）形成的PS（T1）之间的三重态三重态能量转移（TTET）产生的^[4]。ISC是光化学和光物理学中非常重要的非辐射过程，也是产生¹O₂的关键机制^[5]。通常情况下，ISC发生在不同的能级之间，如S₁到Tn或T₁到S₀，ISC的量子产率可能受多种因素的影响，如重原子效应^[6]，电子构造^[7]，氧的摄动^[8]，等等。据我们所知，二氧化碳的生成主要是通过从三重态到地面氧（三重态）的TTET来实现的。因此，通过在不同的环境中转换ISC效率，可以调节1O2的产生^[9]。

图1.通过系统间交叉（ISC）和三重三重态能量转移（TTET）产生¹O₂。