在过去的几十年中，使用光动力疗法（PDT）来治疗各种类型的癌症已引起越来越多的关注。尽管通过审批的光敏剂（PSs）在临床上已经取得了成功，但由于水溶性差，团聚，光降解和从体内清除缓慢等原因，其应用受到了限制。为了克服这些缺点，基于金属配合物，尤其是Ru（II）聚吡啶配合物的诱人的光物理和生物学特性，得到了深入研究。尽管已经收获了很多成果，但绝大多数复合物还是利用蓝色或UV-A光来获得PDT效果，限制了组织内部的穿透深度，从而限制了治疗深部或大型肿瘤的可能性。为了避免这些弊端，巴黎文理研究大学的Gilles Gasser，Ilaria Ciofini和苏黎世大学的Bernhard Spingler介绍了DFT引导搜索有效PDT PS的第一个范例Ru（II）聚吡啶复合物，该PDT PS具有明显的向生物光谱窗口光谱红移的趋势。

本文要点

1）将DFT计算结果与Ru（II）聚吡啶配合物作为PDT的PSs的光物理和生物实验评估相结合对光敏剂进行合理的设计，成功地制备出了在吸收曲线上具有强烈红色偏移的钌配合物。

2）虽然（E，E'）-4,4'-二（N，N'-二甲基氨基乙烯基）-2,2'-联吡啶配位复合物显示出所需的红移，但发现它们的光物理性质较差（荧光，产生¹O₂），稳定性差。相反，发现[Ru（bphen）₂（bmb）] ²⁺复合物具有朝向生物光谱窗口的吸收尾。虽然在人血浆中以及在光照下稳定，但是发现其定位于HeLa细胞的细胞质中。在临床相关的595 nm处照射后，导致2D单层细胞以及3D MCTS的线粒体呼吸和糖酵解过程受到干扰。

3）合理设计化合物的方法对于开发新型PDT剂具有很大的启示。对潜在PS的光物理性质的预测使得能够直接搜索有效的化合物。

Johannes Karges et al. Rationally Designed Long-Wavelength Absorbing Ru(II) Polypyridyl Complexes as Photosensitizers for Photodynamic Therapy. J. Am. Chem. Soc., (2020).

DOI: 10.1021/jacs.9b13620  

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b13620