Aggregate | 南京大学蒋锡群教授武伟教授团队：呋喃修饰噻二唑并喹喔啉构建近红外二区AIE型荧光分子用于＞1300 nm荧光/光声成像和光热治疗

供体-受体-供体（D-A-D）型荧光团因其光学性质可调、光稳定性好、易合成等优点而被广泛研究。电子供体和受体部分之间的强分子内电荷转移（ICT）可将荧光团的发射扩展到近红外二区（NIR-II）光谱范围。供体和受体的化学结构是影响荧光团整体性质的决定性因素，包括吸收和发射波长、摩尔吸收系数、量子产率（QY）和光稳定性等，因此，深入理解构效关系对设计NIR-II荧光团具有非常重要的指导意义。到目前为止，已经开发了不同结构的富电子和缺电子芳香族化合物分别作为NIR-II荧光团的供体和受体，不同的供体和受体组合可以产生不同的吸收和发射波长的荧光团。常见的供体包括芴、卡唑、四苯基乙烯（TPE）、三苯胺（TPA）、二噻吩并吡咯、吩噻嗪等。常见的受体包括苯并双噻二唑（BBTD）和噻二唑并喹喔啉衍生物等。BBTD作为一种强电子受体，常用于构建NIR-II荧光团。然而，BBTD在有机溶剂中的低溶解度使得相关反应的产率较低，其在碱性和还原条件下的低稳定性极大地限制了BBTD的应用范围和功能化修饰。6,7-二苯基-[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉（DPTQ）及其衍生物也是一种具有较强吸电子能力的电子受体，其稳定性和溶解度高于BBTD，但是其电子亲和力略弱于BBTD。因此，创造新的供体和受体对于设计所需光学性质的荧光团具有重要意义。

图1. （A）以不同噻二唑喹喔啉衍生物为电子受体的多种荧光分子结构示意图及HOMO-LUMO能级差。（B）DFTQ-DTP，DFTQ-DTPE和DFTQ-DTPA的分子结构示意图。（C）DFTQ-DTPA NPs制备及其生物应用示意图

鉴于此，南京大学化学化工学院蒋锡群教授武伟教授课题组报道了以二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]吡咯（DTP）为电子给体，6,7-二呋喃基-[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉（DFTQ）为电子受体构建的新型NIR-II荧光分子（DFTQ-DTP）。结合理论计算，将其与含吡咯、吡啶、噻吩和苯基的噻二唑并喹喔啉衍生物进行比较，发现呋喃可有效降低HOMO-LUMO能隙，表明DFTQ在几种受体中具有最强的受电子能力。为了进一步改善荧光分子在聚集态的荧光发射性能，在DFTQ-DTP的两侧分别引入了TPE和TPA，得到了两种AIE型荧光分子DFTQ-DTPE和DFTQ-DTPA。使用DSPE-PEG2000将三种荧光分子分别包封为纳米粒子（NPs），它们的荧光发射范围均位于NIR-II。其中DFTQ-DTPA NPs兼具了最长的发射波长（1127 nm）、良好的量子产率（0.064%）和光热转换效率（51.6%）的优点，将其应用于＞1300 nm的NIR-II荧光成像，实现了高分辨率和高信噪比的活体成像。此外，结合NIR-II荧光成像和光声成像，对4T1荷瘤小鼠进行光热治疗，实现了有效的肿瘤组织消融。