Angew. Chem. Int. Ed. ¦ 新国立刘斌：电子转移介质调节 II 型卟啉基MOF光敏剂用于 I 型光动力治疗

Angew. Chem. Int. Ed. ¦ 新国立刘斌：电子转移介质调节 II 型卟啉基MOF光敏剂用于 I 型光动力治疗

1.研究背景

光动力疗法（PDT）利用光敏剂（PS）在光照下通过将氧分子转化为活性氧（ROS）来诱导癌细胞死亡。卟啉及其衍生物是临床实践中最常用的PS，在生理条件下经常出现不稳定和自猝灭问题。基于卟啉的纳米级金属有机框架（MOF）已经成为有前景的用于PDT的纳米光敏剂。它们的构建依赖于卟啉PS和金属离子/簇之间的配位相互作用，允许高PS负载能力，同时确保它们的隔离以防止自猝灭。此外，MOF的可调尺寸和孔隙率有助于其在肿瘤部位的积聚和ROS扩散。

缺氧是实体瘤的一个特征。而MOF的主要PDT机制是II型途径，它依赖于O2的能量转移来产生1O2。而I型PDT对O2的依赖性降低，因为它通过电子转移产生OH•和O2•−。研究人员对设计I型MOF的兴趣越来越大，主要基于以下策略：I）利用MOF中的配体到金属电荷转移（LMCT）来促进I型ROS的产生；ii）直接利用细菌素的I型特性作为MOF配体来制备I型MOF；iii）促进电荷分离，提高光催化性能。然而，这些方法仅限于特定的MOF结构，涉及精确设计金属簇或有机块，这限制了它们的广泛应用适用性。因此，必须开发一种更简单、更通用的方法来调节MOF中I型ROS的产生，从而更好地适应缺氧条件。

2.结果与讨论

百里醌（TQ）作为一种有效的电子转移介质（ETM）来促进PS的I型途径。然而，在二元体系中，PS和TQ之间的电子转移效率低下，这需要高浓度的TQ，导致正常细胞的毒副作用。另一方面，确保PS和TQ之间的牢固结合对于促进分子间电子转移至关重要，可以用最少的TQ优化PDT性能。

在此，报告了一系列由TQ介导的从II型途径转化为I型途径的卟啉基MOF（图1a）。在这项研究中，合成了四种具有代表性的卟啉基MOFs，即PCN-224（MOF-1）、TCPP⊂UiO-66（MOF-2）、Hf-TCPP（MOF-3）和DBP-UiO（MOF-4）（图1b和1d），并用TQ对其进行负载（图1c），成功证明了所提出的方法大大提高了I型ROS的产生和普遍性。此外，TQ@MOF-1纳米颗粒（NPs）在缺氧条件下显示出光细胞毒性，与MOF-1 NPs相比，其在体内小鼠实验中具有更好的抗肿瘤功效。

图1. 电子转移策略用于制备I型MOF

图2. TQ@MOF-1的表征及其在体外产生ROS性质

图3. TQ介导电子转移过程的机理研究

图4. TQ@MOF-1NPs在体内的PDT效果

DOI:10.1002/anie.202420643