共價(jià)有機(jī)框架(COFs)已被證明能夠用于腫瘤光動(dòng)力治療(PDT)，但其抗腫瘤效果仍會(huì)受到激發(fā)態(tài)猝滅和活性氧生成效率較低等問題的限制。有鑒于此，芝加哥大學(xué)林文斌教授設(shè)計(jì)了一種同時(shí)質(zhì)子化和金屬化的策略，以顯著增強(qiáng)納米級(jí)二維亞胺連接的卟啉-COF的光動(dòng)力效應(yīng)。
本文要點(diǎn)：
（1）實(shí)驗(yàn)分別在無氯化鐵和有氯化鐵存在的條件下通過以5、10、15、20-四（4-氨基苯基）卟啉和對苯二甲醛的亞胺縮合反應(yīng)合成了中性未金屬化卟啉-COF(Ptp)和質(zhì)子化金屬化卟啉-COF(Ptp-Fe)。研究發(fā)現(xiàn)，氯化鐵的存在能夠產(chǎn)生質(zhì)子化和Fe3+配位的卟啉單元，以實(shí)現(xiàn)Q帶吸收的紅移和增加，并通過干擾激子遷移防止激發(fā)態(tài)淬滅。在光照下，Ptp-Fe會(huì)發(fā)生從質(zhì)子化卟啉到Fe3+配位卟啉的快速能量轉(zhuǎn)移，進(jìn)而可通過II型和I型PDT過程產(chǎn)生1O2和羥基自由基。
（2）在微酸性條件和光照下，Ptp-Fe還可以通過光增強(qiáng)的芬頓反應(yīng)催化過氧化氫轉(zhuǎn)化為羥基自由基。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與Ptp介導(dǎo)的PDT相比，Ptp-Fe介導(dǎo)的PDT對CT26癌細(xì)胞和4T1癌細(xì)胞具有更高的細(xì)胞毒性。此外，Ptp-Fe介導(dǎo)的PDT也能夠在CT26小鼠皮下結(jié)腸癌和4T1小鼠原位三陰性乳腺癌等模型中表現(xiàn)出顯著的抗腫瘤作用，并且可以阻止4T1乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移。綜上所述，該研究工作證明了精細(xì)調(diào)控COFs的分子結(jié)構(gòu)有望能夠顯著提高其PDT的療效。
Wenyao Zhen. et al. Simultaneous Protonation and Metalation of a Porphyrin Covalent Organic Framework Enhance Photodynamic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c03519
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c03519
