电荷转移复合物用于近红外-ⅱ型光热抗菌治疗

光热治疗可以有效地将近红外光转换成热能用于癌细胞或细菌消融，目前，有机光热试剂主要包括卟啉、靛青绿和共轭半导体如聚苯胺，聚吡咯等。为了获得高性能的有机光热纳米粒子，现在常有的一些方法包括延长分子共轭长度、共价连接电子供体和电子受体片段、通过增强猝灭效应抑制辐射转变过程、和增加自由基浓度等。然而，复杂的设计和繁琐的合成过程阻碍了新型有机光热纳米粒子的发展，此外，它们中的许多受其吸收波长的限制，迄今为止，关于在近红外-ⅱ窗口上(1000-1350nm)具有良好响应的有机光热纳米粒子的报道有限，该生物窗口与近红外-ⅰ和可见光相比，可以获得更深的组织穿透。因此开发新的有机纳米粒子，简化合成路线，以满足日益增长的需求极有必要。电荷转移复合物(CTC)，是一种涉及从电子供体(D)到受体(A)的显著电荷转移的材料，导致两个分子之间的电子离域。通过操纵CTC的能隙，它们在光收集和放大以及生物成像应用方面的潜力得到了证明。CTC的能隙来源于供体的HOMO能级和受体的LUMO能级，通过其组成成分可以很容易地调整CTC的吸收特性。

鉴于此，香港城市大学李振声、李盛亮和香港科技大学唐本忠院士等报道了一种具有可编程的光吸收、由分子间电荷转移复合物(CTC)组成的有机纳米粒子，在1064 nm激发下实现了42%的良好光热转换效率，这些纳米颗粒用于抗菌应用，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都具有有效的活性。该研究以题为《Water-Soluble Organic Nanoparticles with Programable Intermolecular Charge-Transfer for NIR-II Photothermal Anti-Bacterial Therapy》于近期发表在Angewandte Chemie International Edition上，为高效近红外光热试剂的发展开辟了一条新的途径。

文章亮点：

1. 实验通过使用不同的常见供体和受体分子合成CTC纳米粒子(CT NPs)，这类CT NPs的吸收峰可以从NIR-I区被调控到NIR-II区，从而获得系列不同近红外响应的CT NPs。

CT NPs合成示意图和吸收峰变化

2.实验中由PER和TCNQ形成的CT NPs在1040 nm处有明显的红移吸收峰，在1064 nm激发下, CT NPs水溶液的温度在12分钟内迅速升高34℃，具有42%的光热转换效率。经过5个循环的加热和冷却过程后，PER-TCNQ纳米粒子水分散体保持了相同的温升水平和尺寸，表现出良好的光稳定性。

CT NPs的二区近红外响应特性

3.实验中将这些纳米颗粒用于光热抗菌，在PER-TCNQ纳米粒子(20μg·mL-1)和NIR-II照射(1064 nm，1w·cm-2，15 min)下，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的表面变得粗糙，呈现剧烈的损伤，表明PER-TCNQ纳米粒子的光热治疗具有很强的抗菌能力，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有着很好的杀灭活性。