图 有机镍光诊疗探针“概念性验证”光热溶栓
在国家自然科学基金项目（批准号：22131003）等资助下，北京大学张俊龙教授团队与国内外学者合作，在金属酶模拟及光诊疗药物领域取得进展。研究成果以“非芳香有机镍（II）光诊疗试剂（Nonaromatic Organonickel(II) Phototheranostics）”为题，于2022年4月14日在线发表于《美国化学学会期刊》（Journal of the American Chemical Society）杂志。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00710。
光热疗法（PTT）结合了热疗和光疗的优点，不受肿瘤乏氧条件的影响，并具有光声诊疗的特点。相比于以有机染料、高分子材料、无机纳米粒子等为主的传统诊疗探针，金属配合物因其较好的生物安全性和稳定性，已在多模态光诊疗探针中展示出重要应用前景。作为典型的非贵金属，以镍及其配合物为代表的3d金属替代4d和5d贵金属发光配合物，已应用于发光材料、催化等领域中，有机镍化合物的激发态调控也备受关注。将3d金属有机化合物的基础研究与生物医学应用相结合，不仅为新型诊疗探针的设计提供借鉴和指导，也将拓展金属有机化学的应用范围。
研究团队通过在大环配体中引入“金属-碳键”调控金属到配体的电荷转移（MLCT）激发态与d-d*跃迁激发态能级的相对高低，从而调控激发态的布居和耗散途径，有效改进3d金属配合物激发态寿命短的问题，实现发光与光热（声）等功能的切换。同时，研究表明配体的“非芳香性”是设计该类金属探针的关键，对提高配合物及其聚集态的化学稳定性具有重要作用。由于有机镍配合物具有独特的激发态电子结构和能量耗散方式，可望成为新型光诊疗试剂。该团队通过开展体外和体内的光热溶栓“概念性验证”，展示了其应用前景。在体内实验中，经静脉注射后，研究团队通过光声成像和电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)表征，发现有机镍探针聚集在小鼠的股动脉血栓处，光照后有机镍探针表现出显著的治疗效果，并可通过光热成像和光声成像实时监测（图）。
该研究将有机镍化合物用于光诊疗探针，为诊疗探针的分子设计提供了新策略，拓展了基于3d金属有机化合物的光诊疗应用。