Angew. Chem.：超分子自由基二聚体——高效的近红外二区光热转换新策略

来源：X一MOL资讯

由于近红外光（800 – 1350 nm）具有良好的生物穿透性，近红外光热材料和光热治疗受到了越来越多的关注。其中，近红外二区光（1000 – 1350 nm）具有更强的生物穿透性和更高的辐照上限，因此在光热转换中展现出更大的应用潜力。为了实现近红外二区光热转换，有机染料须具有较窄的带隙，因此往往需要较大的共轭结构，其分子设计、合成和水溶性修饰均具有一定的难度。如何通过简便的手段制备稳定且高效的近红外二区光热染料成为这一领域中尚待解决的重要问题。

近日，清华大学张希教授、徐江飞副研究员及其团队提出了利用超分子自由基二聚体构筑近红外二区光热染料的新策略。有机自由基具有特殊的双线态结构，往往具有较窄的带隙。通过主客体相互作用促进有机自由基形成超分子二聚体，其带隙由于主体增强的分子间电荷转移相互作用而进一步变窄，进而产生较强的近红外二区吸收。利用这一策略，他们构筑了超分子自由基光热染料，实现了高效的近红外二区光热转换。

研究人员利用N,N-二甲基二吡啶噻唑并噻唑（MPT2+）与葫芦[8]脲自组装形成2:1主客体复合物，通过光还原、电还原和化学还原等方法均可将MPT2+还原生成自由基阳离子MPT•+，进而构筑超分子自由基二聚体2MPT•+-CB[8]。由于主体增强的电荷转移相互作用，2MPT•+-CB[8]具有较强的近红外二区吸收，吸光系数可达3.93×104 L mol-1 cm-1。

此外，自由基阳离子的稳定性和氧化还原可逆性均通过形成超分子自由基二聚体而显著增强。基于此，他们成功实现了稳定、高效的近红外二区光热转换，光热转换效率达到54.6%。他们进一步将超分子自由基二聚体应用于HepG2肝癌细胞的近红外二区光热治疗。研究表明近红外二区光可穿透5 毫米厚的鸡胸肉组织，实现了对HepG2肝癌细胞近乎100%光热杀伤。

这项研究工作为构筑高效的近红外二区光热染料提供了新的策略，这种近红外超分子材料有望用于制备高效率的光热材料和器件以及用于深层组织的光热治疗。