现阶段，癌症已经成为了威胁人类健康的重要因素之一。国际癌症研究机构（IARC）在今年年初发布的全球最新癌症数据显示，世界范围内的癌症在逐年增多，其中中国的增加非常明显，大约每4名新增的癌症患者中，就有1名发生在中国。近年来，光热治疗因其副作用小、治疗时间短、患者疼痛感轻等优点，成为了一种备受关注的新兴癌症治疗手段。而近日，大连理工大学科研团队就在这一领域取得了一项最新进展。
所谓光热治疗（photothermal therapy，PTT），即通过向肿瘤患者注射较高光热转换效率的材料，利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织附近，并在外部光源（一般是近红外光）的照射下将光能转化为热能来杀死癌细胞的一种治疗方法。作为非侵入性的治疗方法，光热治疗的优势在于能够实现时空可控地对肿瘤区域精确照射，进行有效的治疗，达到最大限度地减少副作用的效果。然而，这种治疗方法依旧存在明显的局限性：传统光热剂的光热转换效率低、光稳定性差、光敏剂光穿透深度较浅。因此，研发新型光热剂材料一直是相关领域的研究热点之一。
有机共晶是由两个或以上的有机分子通过超分子相互作用得到的晶体材料，由于合成简单，且具有传统纯有机材料所没有的性质，如高光电传导能力、室温铁电性以及双光子吸收等，近年来有机共晶研究得到广泛关注。但有机共晶内部的超分子作用在水溶液环境下极易受到破坏，水稳定性很差，因此绝大多数共晶研究都是在固相条件下，水体系以及生物体系中的共晶应用亟待突破。
近日，大连理工大学张大煜学院段春迎教授与美国麻省大学医学院韩纲教授合作利用主客体化学策略，构筑了一例基于金属有机骨架（MOFs）的有机共晶。以萘酰亚胺（NDI）为配体构筑缺电子型MOF材料，通过π-π弱相互作用其孔道可以包合富电子客体芘，得到主客体共晶MOF。同时，二重穿插的MOF结构进一步增加了缺电子萘酰亚胺基团的分布，增强并且稳定了萘酰亚胺和客体分子芘之间的电荷转移作用（分子间距离3.47 Å），使得主客体共晶MOF材料可以在水溶液中稳定存在，并获得了高达41.8%的光热转换效率，是目前报道的有机共晶材料的最高值，远高于FDA批准的光热试剂ICG。在近红外光照射下，该主客体共晶MOF材料成功实现了体外和体内对肿瘤细胞的高效清除，突破了共晶材料在水相以及生物体系中的应用限制。
该工作巧妙利用金属-有机骨架中的高密度基团分布和孔道限域效应，稳定并增强了电荷转移相互作用，从而克服了有机共晶材料与水不兼容的难题，为实现有机共晶材料在水相体系中应用提供了新方法，为拓展自组装晶体材料新平台在光子和生物光子领域中的应用打开了新思路。
《德国应用化学》创刊于1888年，是德国化学学会（GDCh）的官方期刊，由Wiley–VCH出版。作为化学领域的权威期刊，《德国应用化学》涵盖了化学研究的各个领域，刊发包括新闻、综述、观点、通讯、研究论文等在内的各种内容。
这一成果近期作为封面文章发表在《德国应用化学》上（Self-Assembled Metal–Organic Framework Stabilized Organic Cocrystals for Biological Phototherapy,Angew. Chem. Int. Ed. ），文章第一作者是张大煜学院博士后曾乐，通讯作者为段春迎教授和韩纲教授。大连理工大学为第一单位，以上工作得到国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目和重大项目以及中国博士后科学基金的大力支持。
拓展阅读：
段春迎，大连理工大学教授、博士生导师，现任大连理工大学张大煜学院院长，国家自然科学基金委员会会评专家。主要从事功能配位化学研究，研究内容聚焦于金属-有机限域空间的可控组装、仿生识别与不对称催化等。提出的利用构建富含酰胺基团的金属-有机笼状结构的组装策略，广泛用于多种拟酶体系的可控合成与功能强化；利用非手性单元组装的催化材料被Chem. Rev.评价为MOFs不对称催化的重要进展之一(Milestones)。同时，将染料分子组装金属-有机超分子体系的思路，应用于新型能源材料的拓展与研制。近年来，承担国家自然科学基金委员会重大、重点项目、国际合作重点项目。在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nature Commun.等国际高水平刊物上发表SCI论文150余篇，论文被他引11000余次。获得国家自然科学二等奖1项，省部级一等奖4项。
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