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  有機染料J-聚集體由于其獨特的光學性質(zhì)在能源、環(huán)境和生物醫(yī)學等領域具有重要的應用前景。目前已經(jīng)有多種有機染料被報道可以形成J-聚集體。氮雜氟硼二吡咯 (aza-BODIPY) 具有較長的吸收波長、高的吸光度系數(shù)和優(yōu)異的光穩(wěn)定性被廣泛研究。然而，J-聚集體的形成需要染料分子進行錯位平行堆積，而具有較大π共軛結(jié)構(gòu)的aza-BODIPY更傾向于通過面對面平行堆積形成H-聚集體。因此，調(diào)控有機染料的結(jié)構(gòu)抑制分子間平行堆積，促進染料分子的錯位平行堆積對J-聚集體的形成至關重要。

圖1. 通過膠束負載BDP-NO形成具有不同抗菌模態(tài)的膠束納米粒子 (NP-2: NO釋放；NP-4:NO釋放和光熱協(xié)同；NP-5：光熱)。

  近期，中國科學技術(shù)大學的胡進明課題組與劉世勇教授課題組、中國科大附屬第一醫(yī)院沈愛宗主任團隊合作，將具有光響應性的一氧化氮 (NO) 釋放基元N-亞硝胺與氮雜氟硼二吡咯衍生物 (BDP-NH₂) 共價連接得到一氧化氮釋放氮雜氟硼二吡咯 (BDP-NO)。研究發(fā)現(xiàn)：N-亞硝胺的引入不僅使膠束納米粒子具備光響應NO釋放的能力，在白光的輻照下即可實現(xiàn)NO的光觸發(fā)釋放。更為重要的是，當BDP-NO負載量較高時 (10%)，N-亞硝胺基元有效抑制了BDP-NH₂分子間π-π作用，誘導BDP-NO發(fā)生J-聚集，其吸收波長也從分散狀態(tài) (~711 nm) 紅移到~820 nm。除抑制形成H-聚集體外，N-亞硝胺基元的引入還淬滅了BDP-NO的熒光；因此，J-聚集體在808 nm激光下展現(xiàn)出了優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)化能力 (PTCE = 73.6%)。通過調(diào)節(jié)BDP-NO在膠束內(nèi)部的負載量可以方便地調(diào)控膠束納米粒子的光響應功能，進而獲得具有NO釋放 (NP-2)、NO釋放/光熱協(xié)同 (NP-4) 和光熱 (NP-5) 能力的膠束納米粒子。

圖2. 具有不同抗菌模態(tài)的BDP-NO負載膠束納米粒子表征。

  體外抗菌實驗結(jié)果表明：具有不同BDP-NO負載量的膠束納米粒子表現(xiàn)出多模態(tài)抗菌活性，其中NO/光熱協(xié)同作用對多種細菌的殺滅效果明顯優(yōu)于單獨的NO或光熱治療。在小鼠全皮層細菌感染創(chuàng)傷模型中，NO/光熱協(xié)同治療組不僅可以有效殺滅感染組織的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA)，同時具有抑制傷口部位炎癥細胞浸潤、促進膠原蛋白沉積和組織血管新生等優(yōu)勢，具有比萬古霉素更加優(yōu)異的抗感染性能。此外，J-聚集體還表現(xiàn)出了優(yōu)秀的光聲成像能力。這項工作為開發(fā)新型J-聚集體和探索NO/光熱協(xié)同治療策略在抗菌方面的應用提供了有益參考。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202207250