近日，武汉纺织大学材料科学与工程学院青年教师胡烈锋博士在国际知名学术期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院1区Top期刊，影响因子15.1）在线发表了题为“A mitochondria-targeted biocompatible photothermal nanoscale hydrogen-bonded organic framework for effective multimodal-imaging guided breast cancer therapy”的论文（链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724037574?via%3Dihub）。武汉纺织大学材料科学与工程学院与纺织新材料及应用湖北省重点实验室为第一完成单位。武汉纺织大学材料学院青年教师胡烈锋为第一作者，武汉纺织大学国家重点实验室吕永钢教授为通讯作者。

光热疗法（Photothermal therapy, PTT）因其低侵袭性、高时空选择性和周期短等特点在肿瘤治疗应用中具有广阔前景，利用光热剂吸收光能，将能量转化为热能杀死恶性肿瘤细胞。有机小分子光热剂具有良好的生物相容性，体内易代谢，在生物医学领域被广泛研究。但是部分小分子光热剂难溶于水，甚至不溶于有机溶剂，生物和光稳定性较差，体内循环半衰期短，极大地限制了进一步的临床应用。吕永钢教授团队设计并制备了一种新型的苯并噻唑基小分子光热剂，进一步成盐化处理后在水溶液中自组装成为氢键有机框架（Hydrogen-bonded organic frameworks, HOFs）纳米光热剂用于高效的乳腺癌光热治疗。

此项研究首次通过四(4-氨基二联苯)甲烷（Tetrakis(4-amidiniumphenyl)methane, TAM）与盐化后的4,4'-(苯并[1,2-d:4,5-d']双(噻唑)-2,6-二基)二苯甲酸(4,4'-(benzo[1,2-d:4,5-d']bis(thiazole)-2,6-diyl)dibenzoic acid, BBTDB)分子在温和的水溶液中自组装，制备了一种新型的纳米级HOFs（BT-nHOFs）。BBTDB分子是通过点击缩合反应高效合成，其具有良好的π-共轭平面结构，不溶于各种溶剂（例如N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲醇、乙醇、水等），极大地限制了后续的生物医学应用研究。因此，将BBTDB分子进行盐化处理，使其具有良好的水溶性。BBTDB分子在808 nm激光照射下表现出了优异的光热特性，制备的BT-nHOFs不仅保持了良好的光热性能和光稳定性，而且使光热转换效率显著增高到51.4%± 3.6%。体内外实验表明，BT-nHOFs具有良好的生物相容性和降解性，可以靶向热敏感的线粒体，在肿瘤部位有效富集，从而通过PTT实现实体肿瘤组织的有效消融。此外，BT-nHOFs的三维多孔结构，可高效封装荧光染料，用于多模态成像引导的肿瘤精准治疗。本研究为难溶的光活性小分子在生物医学领域应用提供了新思路，为HOFs材料在临床应用中的研究奠定了基础。

作者简介：胡烈锋博士于2022年7月加入武汉纺织大学材料科学与工程学院材料科学系和国家重点实验室吕永钢教授团队，主要从事多功能生物医用材料研究，目前以第一作者在Chemical Engineering Journal, Carbohydrate polymers, ACS Applied Materials & Interfaces, Journal of Colloid and Interface Science, ACS Applied Nano Materials等杂志上发表论文。