Zanru Tan, Jiang Feng, Jiangping Liu,* Taihong Liu,* Huihui Wu*, Hui Chao*.  Dalton Trans., 2025, DOI: 10.1039/D4DT03426K.

光动力学治疗PDT具有微创性、空间选择性和抗耐药性等优势，已成为一种很有前途的肿瘤临床治疗替代方案。PDT方案涉及光敏剂PS、激发光和氧气三个基本元素，光敏剂经过适当的光照激发后从基态跃迁至单线态，然后通过“系间穿越”跃迁至能量稍低的三线态。三线态再通过激发电子（I型机制）或能量（II型机制）与氧气作用产生活性氧物质（ROS）。这些ROS进一步氧化脂质、蛋白质和DNA等关键生物大分子，从而触发更深层次的生物化学反应并最终诱导目标细胞死亡。PDT的三个基本元素中, 光敏剂最为关键。目前FDA 批准的卟啉和卟吩类光敏剂仍存在制备繁琐、光稳定性差和选择性不足等局限。因此，结构新颖的新型光敏剂的创新设计凸显出重要研究意义。

三价铱Ir(III)配合物因其良好的光物理特性、强光稳定性、易于合成和功能修饰等特点而被认为是抗癌治疗的理想候选药物。此外，环金属化Ir(III)配合物具有线粒体、内质网、溶酶体、高尔基体和细胞核等细胞区室的特异性积累特性，提供了一种活性氧诱导细胞毒性的新思路。在三价铱Ir(III)配合物结构设计方面，虽然单核Ir(III)配合物作为抗癌治疗光敏剂被广泛研究，但双核配合物的功能潜力在很大程度上仍未得到充分挖掘。近期研究结果表明，由柔性烷基链桥接的双核环金属化Ir(III)配合物在激发波长、光致发光量子产率和单线态氧量子产率等方面都优于其单核配合物。因此，系统考察一系列具有刚性桥接配体的新型双核Ir(III)配合物的光物理性质，优化其平面构型并最大程度提升其双光子吸收能力。另外需要说明的是，与单光子吸收相比，双光子激发光动力疗法提升了近红外激发波长和更深的组织穿透，同时具有三维空间定位功能。

此研究工作设计合成了四种新型双核 Ir(III)配合物（图 1 ），并系统对比研究了它们的光物理特性、细胞光毒性和细胞成像结果。得益于有效的共轭程度扩展，该系列双核配合物的双光子激发光动力学治疗能力得到显著增强。

图1. 双核铱Ir(III) 配合物的化学结构及其在双光子激发PDT作用机制和细胞成像结果

图2. 单光子和双光子激发双核铱Ir(III) 配合物在多细胞肿瘤球中的3D穿透深度对比（OPM和TPM的激发波长分别为405 nm和720 nm）

第一、二作者：中山大学博士研究生谭赞儒、陕西师范大学硕士研究生冯江

部分通讯作者：陕西师范大学刘太宏副教授、中山大学巢晖教授

全文链接：https://doi.org/10.1039/D4DT03426K