Zn(II)多吡啶光敏剂在双光子光动力治疗中的光物理探索：来自理论的见解

癌症的高复发率和治疗难度一直是人类面临的挑战。双光子光动力学治疗（TP-PDT）作为一种微创技术，因其低能量近红外激发、高靶向性和对正常细胞损伤小等优点为肿瘤治疗提供了新视角。目前，新兴的金属配合物作为双光子吸收光敏剂引起了人们极大的兴趣。然而，大多数金属配合物作为光敏剂仍面临清除率慢、TPA特性不理想、价格高、反应活性低、溶解度差等问题。因此，通过合理设计来解决上述问题是我们一直不断努力的方向。具有指导意义的金属配合物双光子吸收光敏剂的设计原则是关键而充满挑战的。

近期，吉林大学任爱民团队通过利用密度泛函理论 (DFT) 和含时密度泛函理论 (TDDFT) 表征了应用于TP-PDT的一系列新型光敏剂的单/双光子响应、溶解自由能和亲脂性。结果表明，在配合物1的基础上，用Zn(II)取代Ru(II)中心 (配合物2) 可以有效地延长三重激发态寿命，同时降低成本和环境污染；在配体支架中引入含氮杂螺环 (配合物3)，有效降低了配体基团的振动弛缓，提高了水溶性；此外，乙炔基的引入在改进单光子吸收的同时，显著改善了双光子响应 (配合物4)。经评估，这些设计配合物均满足光敏剂的要求，可作为TP-PDT光敏剂的潜力候选材料。特别是配合物4具有溶解性高、双光子吸收截面大 (1413GM)、三重态寿命长 (671 μs)、成本低、易被生物清除等优点。总之，该工作可能为制定I/II型光敏剂明确设计原则和合理设计具有高的ISC效率、长寿命和具有治疗窗口激发波长的光敏剂提供重要线索。

这一成果近期发表在Inorganic Chemistry 上，文章第一作者为吉林大学理论化学研究所魏雪硕士，任爱民教授为本文通讯作者。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Photophysical Exploration of Zn(II) Polypyridine Photosensitizers in Two-Photon Photodynamic Therapy: Insights from Theory

Xue Wei, Xue-Hui Guo, Jing-Fu Guo, Teng-Fei He, Gui-Ya Qin, Lu-Yi Zou, and Ai-Min Ren*

Inorg. Chem., 2022, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c03232