设计具有供体-受体-供体(D-A-D)结构的分子在为生物医学应用获取第二近红外区域(NIR-II, 1000-1700 nm)荧光染料方面发挥着重要作用；然而，由于电子受体的非常有限，这总是伴随着挑战。另一方面，赋予NIR-II荧光染料结合治疗应用的简单分子设计是必不可少的。在这里，我们提出了一种吡嗪基平面电子受体，具有很强的电子亲合力，可用于开发NIR-II荧光染料。通过结构上将两个经典的三苯胺电子供体附着在其上，可以生成基本的D-A-D模块，即Py-NIR。电子受体的平面性对于诱导约1100 nm的鲜明NIR-II发射至关重要。电子受体的独特结构可以通过供体之间的排斥效应引起扭曲和灵活的分子构象，这是聚集诱导发光(AIE)性质所必需的。由电子受体引起的分子内振动调谐和扭曲的D-A对可以导致显著的光热转换，效率为56.1%，并能诱导有利的羟基自由基（OHc）形成。值得注意的是，在分子设计中未采用任何额外措施，这为基于此类受体实现具有协同功能的近红外II荧光探针提供了理想的平台。此外，Py-NIR纳米粒子在活体小鼠的原位4T1乳腺肿瘤中表现出出色的近红外II荧光成像能力，具有高灵敏度和对比度。结合由热效应引起的光热成像和光声成像，可以很好地进行肿瘤的成像引导光消融。为加速生物医学应用开辟了新的机遇。

    图1 (A) BTD相关电子受体的结构演变及其生成NIR-II荧光染料的过程，以及本工作中提出的吡嗪基平面电子受体。(B) Py-NIR NPs在携带4T1乳腺肿瘤异位小鼠的联合成像和治疗应用中的图形表示。

    图2 (A) 水相中Py-NIR纳米粒子的紫外-可见和(B) 荧光光谱。(C) Py-NIR纳米粒子的动态光散射图。插入图：他们的透射电子显微镜图像。(D) 两周储存期间Py-NIR纳米粒子的粒径和吸收强度的变化。(E) 连续10分钟激光照射下Py-NIR纳米粒子的荧光强度。(F) 在恒定激光照射(1.0 W cm^-2)下Py-NIR纳米粒子的光热曲线。在持续808 nm激光照射下，存在Py-NIR纳米粒子时DCFH-DA、DHR 123和HPF相对荧光强度的变化。

    图3 对4T1细胞进行CLSM成像，用于检测细胞内ROS（A）和进行PBS、PBS+L、Py-NIR纳米粒子（Py-NIR NPs）和Py-NIR纳米粒子+L的活/死细胞染色（B）。评估不同处理条件下4T1细胞的凋亡（C）和细胞活力（D）（mean±SD，n=6）。***p<0.001。

    图4 (A) 基于优化后的Py-NIR S1构型的静电势面。(B) S1构型上的HOMO分布和 (C) LUMO分布。(D) Py-NIR和DCP-PTPA中的总l值以及键长、键角、二面角、吡嗪和氰基基团(Py + CN)和非吡嗪和氰基基团(Non- (Py + CN))的l值。(E) 基于S1构型的能级图，S1和T1的能级以及S1和T1的电子构型。

    图5 (A) 注射不同时间的Py-NIR纳米粒子后， 4T1乳腺肿瘤小鼠的NIR-II荧光成像。(B) 荧光强度与注射时间的关系图。(C) 注射Py-NIR纳米粒子后， 在持续10分钟的激光照射下， 12小时后4T1乳腺肿瘤小鼠的PTI。(D) 注射Py-NIR纳米粒子和生理盐水的小鼠的体温随照射时间的变化图。(E) 在激光激发下， 不同注射时间的4T1乳腺肿瘤的PAI。(F) PAI强度与注射时间的关系图。

    图6（A）在为期15天的研究期间，分别给予生理盐水、生理盐水+L、Py-NIR纳米粒子和Py-NIR纳米粒子+L的小鼠体重的变化（平均值±标准差，n=6），ns：不显著。学生t检验。（B）在为期15天的研究期间，不同治疗下的肿瘤体积的变化（平均值±标准差，n=5），***p<0.001。学生t检验。（C）在第15天，不同治疗下的肿瘤组织的H&E、Tunel、Ki67和CD31染色。

    Ming Chen*, Zhijun Zhang, Runfeng Lin, Junkai Liu, Meizhu Xie,Xiang He, Canze Zheng, Miaomiao Kang, Xue Li, Hai-Tao Feng, Jacky W. Y. Lam, Dong Wang*, Ben Zhong Tang*, A planar electronic acceptor motif contributing to NIR-II AIEgen with combined imaging and therapeutic applications, Chemical Science, 2024, 15, 6777.