光动力疗法（PDT）是一种精准且非侵入性的治疗方法，已从最初单纯的治疗手段发展为先进的诊疗一体化技术。目前的诊疗一体化技术中，相较于其他成像（例如X光、CT等）方式引导光动力治疗，光致发光成像引导光动力治疗时仅依赖光源的激发，可以有效减少对辅助设备的依赖，因此其对于外科和治疗导航尤为重要。然而，高背景自发荧光和光产物浓度的不确定性会显著干扰光致发光成像信号，进而导致治疗的过度或不足。因此，迫切需要开发基于时间分辨成像（TRI）引导的PDT，以克服这一障碍。

目前，尽管在分子层面上存在如热激发延迟荧光（TADF）或磷光等长寿命发光机制，并已被应用于TRI，但它们在TRI引导的PDT中的应用受到很大困扰，即三线态激子进行发光的辐射跃迁与产生活性氧（ROS）进行PDT之间存在很大的竞争关系。因此，利用有效且实用的TRI引导PDT仍然面临诸多挑战，比如：材料需具备高度生物相容性、高成像对比度以及高效的ROS生成和治疗效果等综合特性。

图1. 过共轭分子骨架同源性设计构建纳米材料，实现基于TADF的TRI引导PDT的示意图。(a) 具有BTAI核心（基于TADF的TRI探针）和EBCl-BTAI-PEG-DSPE外壳（暴露于氧气中的光敏剂）纳米颗粒的自组装过程。(b) 纳米颗粒用于TRI引导PDT的示意图。

在本项研究中，内蒙古大学张凡教授团队李旭萍研究员联合复旦大学朱亮亮教授提出了一种通过共轭分子骨架同源性设计构建纳米材料的新策略，代替传统的单组分分子设计或混合策略，完美展现了高对比度的TRI能力和高效的PDT效果，从而首次实现了体内TRI引导的PDT（图1）。该方法的优点如下：

(1) 有机TADF分子和产生活性氧的水溶性光敏剂分子具有骨架同源性，能够使相分离影响最小化，使TADF分子与光敏剂成分稳定组装成生物相容性好的纳米颗粒。此外，该结构设计确保TADF和PDT的激发波长一致（450nm-650nm均可），从而实现了治疗和诊断的同步性（图2和图5）。

(2) 该纳米颗粒中的TADF分子存在于颗粒内部，可以避免氧气对TADF发射的淬灭作用，而水溶性光敏剂则形成纳米颗粒的外壳，确保与氧气充分接触源源不断产生活性氧以增强PDT效果。此外，该纳米颗粒的外壳光敏剂成分一方面具有内质网靶向性，从而在细胞器水平上缩短活性氧的传递路径，另一方面可以同时生成多种活性氧（包括羟基自由基、超氧阴离子、单线态氧）。这一设计使肿瘤生长抑制率可以达到90%以上（图3、图4和图5）。

(3) 该纳米颗粒表现出的长寿命（40微秒）TADF红光用于时间分辨成像时，在活体成像中其信噪比高达45.25，是同一系统中荧光强度成像的25.42倍（图4和图5）。

图2. 分子设计及其各自的光物理性质。

图3. 纳米颗粒的TADF性质和活性氧生成能力。

图4. 细胞水平上的长寿命TRI和光动力治疗效果。

图5. 动物体内长寿命的TRI引导的光动力治疗。

文章详情：Thermally Activated Delayed Fluorescence-Guided Photodynamic Therapy through Skeleton-Homologous Nanoparticles: A Rational Material Design for High-Efficient and High-Contrast Theranostics

Xuping Li+,* Liwen Huang+, Gleb Baryshnikov+, Amjad Ali, Peiling Dai, Zhongxue Yang, Yuyu Sun, Chunling Dai, Zhixiu Guo, Qiang Zhao, Fan Zhang, Liangliang Zhu*, Adv. Mater. 2025, DOI: 10.1002/adma.202500236

链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500236