华南理工大学唐本忠冯光雪AS：纯有机AIE闪烁体用于X射线诱导的Ty

　　原标题：华南理工大学唐本忠/冯光雪AS：纯有机AIE闪烁体用于X射线诱导的Type I和Type II光动力治疗

　　近些年来，X射线诱导的光动力治疗（X-PDT）凭借X射线优异的组织穿透能力，能在深层肿瘤内部激发敏化材料产生活性氧物质（ROS），以及最小耐药性的优点，受到相关领域科学家越来越多的关注。然而，X-PDT仍然存在不足之处。一方面是传统的X-PDT通常需要引入无机闪烁体（通常含有高Z的重金属元素）将X射线转化为可见光发射，进而激发有机光敏剂产生ROS，从而实现杀伤肿瘤的作用。但这种X-PDT需要经过多重能量转移过程，难以避免能量损失。因此，为了提升肿瘤治疗效果，可能会用到更高剂量的X射线。然而高剂量的X射线在治疗肿瘤的同时，难以避免耐辐射肿瘤细胞的产生，进而严重限制了X-PDT的治疗效果；另一方面是为了解决上述能量消耗过程，尽管目前已经开发出几例有机闪烁体用于X-PDT，然而，它们通常是平面的II型光敏剂（通过能量转移产生单线），其抗肿瘤性能将受到缺氧肿瘤微环境的阻碍。此外，由于这些平面分子结构在水溶液中极易形成强π-π堆积，从而引起聚集荧光淬灭（ACQ）效应。这种ACQ效应容易导致光敏剂在聚集状态或厌氧肿瘤微环境中高浓度时不可避免的荧光淬灭和低ROS效率，严重影响X-PDT的治疗效果。

　　针对上述科学难题，近日，华南理工大学唐本忠院士团队冯光雪教授在X射线诱导的光动力治疗（X-PDT）领域取得了突破，首次成功实现了纯有机聚集诱导发光（AIE）闪烁体介导的I型 X-PDT，展现了该类材料在耐辐射肿瘤治疗方面的巨大应用潜力。

　　正如前文所述，传统的X-PDT通常不仅需要复杂的材料制备，而且还需要繁琐的能量转移过程，能量损失较高。为了有效提高能量利用率，目前最常用的策略是：引入含重金属元素（如Pt, Au，Hf等）的闪烁体，进而提升对X射线的吸收和转化能力。该研究打破常规，创造性地引入多种重原子（O, S, N）和AIE构筑基团（TPA）设计合成纯有机AIE闪烁体（TBDCR）用于X射线诱导的光动力治疗。研究结果表明重原子（O,S,N）的引入可以明显提升光敏剂的三线态激子产生能力，同时也有效提高X射线的吸收和捕获能力。此外，TBDCR在激发后显示出有效的能量转移和电子转移能力，这有利于1O2和HO•−的产生。有趣的是，PEG封装TBDCR形成的纳米闪铄体，其表面PEG结晶壳的形成导致颗粒内微环境中更致密、更紧凑的TBDCR堆积，从而进一步改善TBDCR闪铄体的ROS生成。因此，即使在没有高Z无机元素作为能量转换器的情况下，纯有机纳米晶体在X射线照射下表现出优异的荧光以及1O2和HO•−的产生，为其后续在X-ray诱导的光动力治疗实体肿瘤的应用奠定了基础。

　　体外和体内实验结果都证明了TBDCR纳米闪烁体具有优异的X-PDT抗肿瘤性能。X射线治疗后，TBDCR 纳米闪烁体对HeLa肿瘤有明显的抗瘤效果，值得一提的是，TBDCR 纳米闪烁体对耐辐射HeLaR肿瘤也具有优异的治疗效果。此外，该治疗方案对小鼠的血液和脏器没有明显的损伤，体现其较好的生物安全性。该研究提出的策略将为开发具有良好X射线吸收和和自由基生成的纯有机闪烁体提供新的见解，预计该工作可以启发更直接有效的I型有机闪烁体实现X射线诱导的光动力治疗实体瘤。

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