光动力疗法（PDT）作为一种非侵入性的癌症治疗方法，因其在空间和时间上的高精度而受到广泛关注，它依靠光敏剂在局部光照下将氧气转化为细胞毒性活性氧物种（ROS）。(1), (2), (3), (4) 在光照作用下，光敏剂从激发单线态（S1）转变为三线态（T1），此时它们可以直接将能量传递给氧气生成单线态氧（1O2，II型ROS），或者通过电子转移生成如超氧阴离子（O2•-）和羟基自由基（•OH，I型ROS）。(5), (6), (7) 由于自由基路径能够通过超氧化物歧化酶实现细胞内氧气的循环利用，I型光敏剂对氧气的依赖性较低，因此在治疗缺氧性固体肿瘤方面具有特别的优势。(8), (9) 最近通过供体-受体工程、(10) 阴离子-π+相互作用、(11) 超分子组装、(12) 以及分子阳离子化等策略,(13), (14) 开发了基于卟啉、(15), (16), (17) 荧光花青素,(18), (19) 和BODIPY衍生物,(20), (21) 的I型光敏剂。然而，这些分子通常具有较大的平面π共轭骨架和较差的亲水性，这会导致在生理环境中发生π–π堆叠和聚集，从而引发聚集引起的淬灭（ACQ），严重降低荧光和ROS的生成。(22), (23), (24)
聚集诱导发射（AIE）荧光团（AIEgen）的出现为解决ACQ问题提供了一个优雅的方案。(25), (26), (27) AIEgen包含分子内的旋转结构，在聚集时受到限制，从而抑制了非辐射衰减并增强了辐射衰减和诱导发射（ISC），从而有利于荧光和ROS的生成。(28), (29), (30), (31), (32), (33) 因此，通过将AIEgen嵌入纳米粒子矩阵中，开发了许多基于AIE的纳米光敏剂，以提高水溶性和光动力效率。(34), (35), (36) 然而，在聚集和封装过程中形成的密集结构本质上限制了光敏剂与周围氧气或其他底物的直接接触，也阻碍了短寿命ROS的扩散。(35), (37) 这种限制在高三线态占比和有效底物相互作用之间造成了根本性的权衡，尤其是对于需要紧密接近才能实现高效电子转移过程的I型ROS生成途径。
多孔的超分子配位复合物，特别是三维金属笼，为克服这些限制提供了一个变革性的平台。(38), (39), (40), (41), (42) 它们坚固且结构明确的空腔不仅限制了配位AIEgen的分子内运动，还保持了与氧气和其他底物的直接接触，从而促进了有效的相互作用和扩散。凭借这些结构优势，金属笼已广泛应用于传感、吸附、分离、催化和生物医学领域。(43), (44), (45), (46), (47), (48), (49), (50), (51) 我们认为将AIEgen与金属笼结合，可以设计出更强大的光敏剂。配位作用会使AIE骨架刚性化，限制分子内运动以促进辐射衰减和ISC过程，而内在的空腔则允许氧气和ROS的无障碍接触和扩散。此外，金属笼中的重金属节点（如Pt、Ir、Ru等）可以增强自旋轨道耦合，促进ISC过程，促使 Triplet态的形成。(52), (53), (54), (55), (56) 总而言之，基于AIEgen的金属笼代表了一个有前景的平台，其性能可能优于现有的平面型、纳米封装型或传统金属复合物光敏剂。
在此，我们报道了一种四方晶系的铂调控型AIE活性金属笼（TPE-Pt-Cage）的合理设计和合成，该金属笼能够实现高效协同的I型PDT和化疗效果。一种四苯乙烯衍生物（TPE-EP），通过引入吡啶基团作为电子受体和配位点，(57), (58) 与顺式Pt(PEt3)2(OTf)2和对苯二甲酸钠柱结合，构建出了这种离散的笼结构TPE-Pt-Cage。这种配位有效限制了TPE-EP的分子内运动，即使在稀溶液中也能保持明亮的荧光。得益于AIE效应、铂重金属效应和内在的空腔，多孔的TPE-Pt-Cage表现出显著增强的ROS生成能力，尤其是O2•−和•OH自由基，其效果优于其前体TPE-EP以及广泛使用的光敏剂氯花青E6（Ce6）和罗丝 Bengal（RB）。有趣的是，在缺氧条件下，TPE-Pt-Cage的O2•−和•OH生成能力几乎没有受到影响。进一步的机制研究表明，在无氧条件下，H2O首先被敏化为O2，再进一步转化为O2•−和•OH。这种以电子转移为主的光敏化过程在缺氧条件下超越了传统的能量转移途径，有效克服了传统PDT对氧气的依赖性。结合Pt本身的化疗活性，TPE-Pt-Cage在体外和体内均表现出显著的癌细胞和肿瘤抑制效果。这项工作确立了一种开发低氧依赖性I型光敏剂的通用策略，以实现高效PDT。
