共价有机框架(COFs)已被证明能够用于肿瘤光动力治疗(PDT)，但其抗肿瘤效果仍会受到激发态猝灭和活性氧生成效率较低等问题的限制。有鉴于此，芝加哥大学林文斌教授设计了一种同时质子化和金属化的策略，以显著增强纳米级二维亚胺连接的卟啉-COF的光动力效应。

本文要点：

（1）实验分别在无氯化铁和有氯化铁存在的条件下通过以5、10、15、20-四（4-氨基苯基）卟啉和对苯二甲醛的亚胺缩合反应合成了中性未金属化卟啉-COF(Ptp)和质子化金属化卟啉-COF(Ptp-Fe)。研究发现，氯化铁的存在能够产生质子化和Fe³⁺配位的卟啉单元，以实现Q带吸收的红移和增加，并通过干扰激子迁移防止激发态淬灭。在光照下，Ptp-Fe会发生从质子化卟啉到Fe³⁺配位卟啉的快速能量转移，进而可通过II型和I型PDT过程产生¹O₂和羟基自由基。

（2）在微酸性条件和光照下，Ptp-Fe还可以通过光增强的芬顿反应催化过氧化氢转化为羟基自由基。实验结果显示，与Ptp介导的PDT相比，Ptp-Fe介导的PDT对CT26癌细胞和4T1癌细胞具有更高的细胞毒性。此外，Ptp-Fe介导的PDT也能够在CT26小鼠皮下结肠癌和4T1小鼠原位三阴性乳腺癌等模型中表现出显著的抗肿瘤作用，并且可以阻止4T1乳腺癌的肺转移。综上所述，该研究工作证明了精细调控COFs的分子结构有望能够显著提高其PDT的疗效。

Wenyao Zhen. et al. Simultaneous Protonation and Metalation of a Porphyrin Covalent Organic Framework Enhance Photodynamic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c03519

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c03519