新型硝基基查尔酮 MANNO2：兼具 AIE 特性、缺氧响应与光动力治疗潜力的生物相容性光敏剂研究

《Journal of Fluorescence》：Biocompatible Nitro Group-Based Photosensitizer for AIE, Hypoxia, and Photodynamic Therapy. Experimental and Theoretical Approach

为解决传统光敏剂聚集诱导猝灭及活性氧（ROS）生成能力低限制其生物应用的问题，研究人员开展了对新型硝基基查尔酮 MANNO2的设计合成与研究。结果显示其具有 AIE 特性、低毒性，可作细胞内氧探针，为 AIE 活性化合物的生物应用提供指导。

　　光动力疗法（Photodynamic Therapy，PDT）依靠光敏剂诱导产生的活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）来杀死癌细胞，已成为一种对抗癌症的非侵入性方法。然而，传统的聚集诱导猝灭效应以及光敏剂较低的 ROS 生成能力限制了它们的生物应用。在此，研究人员设计并合成了一种新型硝基基查尔酮 MAN_NO²，并对其聚集诱导发光（Aggregation Induced Emission，AIE）、最高占据分子轨道 - 最低未占分子轨道（Highest Occupied Molecular Orbital - Lowest Unoccupied Molecular Orbital，HUMO-LUMO）和细胞成像特性展开研究。MAN_NO²在乙腈 - 水混合物中表现出 AIE 特性，荧光光谱研究证实了这一点。通过计算分析对 MAN_NO²进行研究，分析内容包括其 HUMO-LUMO、优化几何结构、π 电子定域函数（ELF-π）值、π 电子离域函数（LOL-π）以及 π-π 堆积。合成的 AIE 化合物 MAN_NO²被发现无毒，是生物研究的有前景的候选物。细胞成像实验表明，MAN_NO²凭借其出色的 AIE 特性，可有效降低背景干扰，提高成像信噪比。在 HeLa 细胞中，MAN_NO²在缺氧和常氧条件下均表现出显著的氧响应。该化合物被发现具备作为细胞内氧探针的出色品质。这项工作将为基于 AIE 活性化合物的生物应用构建提供指导，为缺氧条件下的多种临床应用提供了更多机会。