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光动力治疗是一种在光照下产生活性氧进行非侵入性治疗的手段,然而活性氧的扩散距离有限、寿命短,这大大限制了其生物医学中的应用。因此,把光敏剂运输到特定的位点对提高光动力治疗效果尤为重要。我们可以在光敏剂中引入线粒体靶向基团,使光敏剂在线粒体产生活性氧,引起线粒体损坏,从而导致细胞凋亡,提高光动力治疗效果。聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)是指在聚集态或固态下表现出优异的荧光发射特性,其典型特点是能够解决传统荧光分子的聚集诱导淬灭(aggregation-caused quenching,ACQ)问题,因此吸引了越来越多研究者的关注。AIE分子(AIE luminogens,AIEgens)在溶液中几乎不发光,但在聚集状态,由于分子内的旋转受限和非辐射能量耗散的抑制,使得荧光强度大大提高。近年来,AIE分子在生物成像领域发挥着至关重要的作用。同时,一些AIE分子在特定波长的光照下,能够产生活性氧,用于光动力治疗。因此,具有聚集诱导发光特性的荧光分子在荧光生物成像以及光动力治疗方面具有广阔的应用前景。在本课题中,我们合成了一种近红外激光驱动的荧光聚合物包覆的上转换纳米粒子。进一步研究表明,这种纳米粒子能够靶向线粒体,同时,在980 nm激光的照射下能够进行上转换荧光成像。随后,进一步检测到纳米粒子在黑暗中具有良好的生物相容性,但在980 nm激光激发下产生具有细胞毒性的活性氧,导致癌细胞死亡,细胞存活率只有10%。值得注意的是,该纳米粒子能够特异性地靶向线粒体,然后在特定的位置产生活性氧,引起线粒体的崩溃和细胞凋亡,并且pH响应的PEG层能够提高纳米粒子的抗蛋白吸附能力,延长其在血液中的循环时间,极大地增强了光动力治疗的效果。这种纳米粒子的AIE特性、亚细胞靶向递送特性和近红外光激发特性等优势有利于优化治疗效果,为其在生物医学领域的应用提供了新的机遇。