近红外（NIR）可激活光敏剂（aPS）是通过修饰低pH和特异性酶等生物分子识别基团而发展起来的，在正常组织中处于“关闭”状态，在NIR激光照射下不产生ROS。本文系统地综述了近红外激光诱导的aPS的种类、设计策略和响应机制，并对aPS在生物医学领域的应用前景进行了展望，沿着发展的挑战和未来方向。
可活化光敏剂的设计策略
病变组织的微环境与正常组织的微环境有很大不同，这为设计aPS提供了许多选择。这些触发因素，如酶、硫化物、生物硫醇、缺氧，和酸性pH已经被报道激活有机化合物。aPS在特定的病理环境中被激活以产生ROS，从而提高PDT的准确性和有效性。对于酶响应PS的设计，PS分子联合收割机与相应的酶底物结合，并在酶的作用下发生化学反应，导致光敏剂的结构变化，从而在损伤部位特异性地激活它。例如，在活化PS中用作触发剂的酶包括单胺氧化酶（MAO），碱性磷酸酶（ALP），酪氨酸酶（TYR），γ-谷氨酰转肽酶（γ-GGT）和氨肽酶（APN）等。肿瘤组织的总体pH水平低于平均健康组织。大多数pH激活的PS利用开发光学探针中报道的猝灭机制。
可活化光敏剂的响应机制
控制PS猝灭的机制通常来自可激活荧光探针设计的原理，例如福斯特共振能量转移（FRET）、光诱导电子转移（PET）和分子内电荷转移（ICT）、聚集诱导发射（AIE）和聚集引起的猝灭（ACQ）。FRET涉及两个荧光分子之间的非辐射能量转移。在FRET中，供体分子的荧光被猝灭，而受体分子的荧光被增强，在这个过程中，激发态PS将能量转移到猝灭剂，而不是进行系统间跃迁到T1态，从而阻止了ROS的产生。ICT涉及分子内电子从供体到受体的移动，当PS遇到特定的生物标志物或刺激时，识别基团被去除，这暴露了电子供体或受体并恢复ICT过程，再活化光敏剂ACQ是大多数PS表现出的物理化学性质。在聚集状态下，PS分子经历强的分子间π-π相互作用，导致ACQ效应，其导致可忽略的荧光和ROS的低量子产率。当与特定的生物标志物或过程相互作用时，PS分解或降解为单个分子，恢复荧光和PDT活性。
花菁类可活化近红外光敏剂
花青染料的特征在于具有通过π-共轭聚甲炔链连接的两个氮原子的结构，其中氮原子通常并入杂环如吲哚、噻唑和苯并恶唑。花青染料具有高FL量子产率、在宽波长范围内可调节的吸收和发射光谱以及优异的生物相容性，使其在生物医学中具有高度价值。作为PS，花青在光照下可产生ROS，诱导细胞组分的氧化损伤并触发细胞死亡。将重离子引入吲哚环是一种非常有效的增强ROS产生的修饰策略，从而提高PDT的效率，未取代的N原子和N-烷基链与丙醇-吲哚环上的二取代基被用作酸的特异性识别位点。另一个修饰位点涉及氯原子，使用各种亲核试剂（醇、胺、硫醇等）。然而，氯取代的吲哚环会显著降低分子的荧光强度。目前，已经通过功能化开发了特异性可活化的花菁aPS。
半花菁可活化近红外光敏剂
作为一个里程碑，Lin等人开发了一类近红外半花菁荧光团HD是一种具有给体-π-受体（D-π-A）结构的化合物，由电子给体、共轭桥、和电子受体，并在近红外区域显示出高FL量子产率。NH 2链对吸收波长的影响很小，但提高了光稳定性和ROS的产生。（例如碘和溴）用于抗癌应用。典型HD荧光团的氧原子也被不同的硫族元素取代通过将特异性反应基团与半花菁结构的可修饰部分（-OH或-NH 2）缀合，ICT机制被中断，导致FL淬灭和ROS抑制产生。基于半花菁的aPS已在细菌感染和癌症的治疗等方面得到应用。
硼二吡咯亚甲基可活化近红外光敏剂
BODIPY PS基于4，4-二氟-3，5-二吡咯基-4-硼-氮杂环戊二烯。母体结构由两个吡咯环通过次甲基桥连接组成，形成刚性平面结构，中间嵌入硼氮六元杂环。该结构中的硼原子与两个氟原子键合，并且整个分子表现出广泛的共轭体系。早期的BODIPY分子结构简单且单一，它们的吸收和发射波长都低于600 nm，导致有限的组织渗透。为了解决这些限制并扩大其在生物医学研究中的适用性，已经探索了几种修改策略。扩展共轭系统和诱导光谱红移可以通过在吡咯环或硼氮六元杂环中引入共轭或供电子基团（如芳基或重原子）实现。此外，引入光敏基团，生物素和其他特定官能团能够实现特定的响应或生物标记功能，从而增强了基于BODIPY的光敏剂在各种生物医学应用中的多功能性。
亚甲蓝可活化近红外光敏剂
亚甲基蓝（MB），一种三环吩噻嗪阳离子染料，具有多种生物医学用途。作为荧光染料，MB发射波长为680 nm的光，属于NIR区域。MB也是疟疾、贫血和巴雷特食管的有效治疗药物，也可用作高铁血红蛋白的解毒剂。同时，MB可在NIR光下产生ROS，具有显著的光细胞毒性，对致病菌和各种癌症模型有效。有趣的是，FL和光敏性能可以通过化学修饰的10-N网站上淬火。MB的吩噻嗪环。当共轭部分在被切割后恢复时，它们的初始光学和光敏性能恢复。已经报道了各种MB基可活化光敏剂。
氧杂蒽类可活化近红外光敏剂
氧杂蒽染料是一类具有氧杂蒽核的荧光染料，氧杂蒽核是一个三环系统，其中一个吡喃环与两个苯环，如罗丹明、荧光素和其他氧杂蒽衍生物。具有氨基修饰母环的氧杂蒽衍生物为设计具有特定功能的可活化光敏剂提供了可修饰的位点，提供了灵活性和多样性。例如，罗丹明基光敏剂具有独特的螺环性质，氧杂蒽的氨基和羟基，在螺内酯形式中，若丹明染料中的分子内电荷转移被阻断，导致低FL量子产率。当螺环结构打开时，荧光团的共轭被恢复，研究人员利用这种特性开发了各种基于罗丹明的光敏剂用于PDT和FL成像。
结论
近红外aPS以其独特的优势成为PDT治疗诊断领域的研究热点，在分子设计方面，研究者通过引入特定的功能基团，改变分子结构，优化光敏剂的光物理和光化学性质，通过引入特定的功能基团，开发出多种aPS，如菁、BODIPY、其在未活化状态下具有低毒性，可被特定的生物分子有效地活化（例如，GSH，pH，酶）这种策略不仅显著降低了光敏剂的非特异性毒性，而且通过提高靶向积累和实现精确治疗来提高治疗效果。光敏剂在肿瘤治疗中表现良好，在抗感染、抗炎等领域也显示出广阔的应用前景。
参考文献
Activatable near-infrared organic photosensitizers for imaging-guided photodynamic therapy，Chao Zhao *， Tianyou Du , Bingjian Zhu , Ziyu He , Hai-Yan Wang *，Yi Liu *，Coord. Chem. Rev., 2025, 544, 216962，https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.216962.
