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Molecular Design of Conjugated Small Molecule Nanoparticles for Synergistically Enhanced PTT/PDT

光热治疗 单线态氧 光动力疗法 共轭体系 光化学 猝灭(荧光) 量子产额 三苯胺 材料科学 接受者 纳米颗粒 小分子 化学 纳米技术 组合化学 氧气 荧光 有机化学 聚合物 物理 凝聚态物理 量子力学 生物化学
作者
Wei Shao,Chuang Yang,Fangyuan Li,Jiahe Wu,Nan Wang,Qiang Ding,Jianqing Gao,Daishun Ling
出处
期刊:Nano-micro Letters [Springer Science+Business Media]
卷期号:12 (1) 被引量:109
标识
DOI:10.1007/s40820-020-00474-6
摘要

Abstract Simultaneous photothermal therapy (PTT) and photodynamic therapy (PDT) is beneficial for enhanced cancer therapy due to the synergistic effect. Conventional materials developed for synergistic PTT/PDT are generally multicomponent agents that need complicated preparation procedures and be activated by multiple laser sources. The emerging monocomponent diketopyrrolopyrrole (DPP)-based conjugated small molecular agents enable dual PTT/PDT under a single laser irradiation, but suffer from low singlet oxygen quantum yield, which severely restricts the therapeutic efficacy. Herein, we report acceptor-oriented molecular design of a donor–acceptor–donor (D–A–D) conjugated small molecule (IID-ThTPA)-based phototheranostic agent, with isoindigo (IID) as selective acceptor and triphenylamine (TPA) as donor. The strong D–A strength and narrow singlet–triplet energy gap endow IID-ThTPA nanoparticles (IID-ThTPA NPs) high mass extinction coefficient (18.2 L g −1 cm −1 ), competitive photothermal conversion efficiency (35.4%), and a dramatically enhanced singlet oxygen quantum yield (84.0%) comparing with previously reported monocomponent PTT/PDT agents. Such a high PTT/PDT performance of IID-ThTPA NPs achieved superior tumor cooperative eradicating capability in vitro and in vivo.
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