2025年12月8日,北京师范大学杨清正教授应邀来我校讲学。报告会在花津校区礼勤楼702会议室举行,由化材学院焦莉娟教授主持,化材学院部分师生参加了此次报告会。
杨清正教授作了题为“Ⅰ-型光动力治疗光敏剂”的学术报告。杨教授讲解了光动力治疗的核心依赖要素为光敏剂、光源和氧气,现有临床应用的光敏剂多为Ⅱ型,需依赖氧气生成单线态氧发挥作用,但肿瘤常处于缺氧环境,导致治疗效果受限,而Ⅰ-型光敏剂氧气依赖性低,可通过电子转移生成高毒性羟基自由基,更适配缺氧肿瘤的治疗场景。报告重点阐述了“Ⅰ-型光动力治疗光敏剂”的三种核心设计策略及杨老师课题组近期基于BODIPY的分子结构设计在该领域所取得的一些代表性研究成果:1)通过降低光敏剂的三重态能级,使其低于基态分子氧能级,从而“阻断光敏剂与分子氧的能量传递”。所开发的Ⅰ-型光敏剂,成功实现了缺氧环境下高选择性电子转移,高效产生活性氧并抑制肿瘤。2)通过在典型的Ⅱ型光动力光敏剂(2,6-二碘代BODIPY)体系引入柱芳烃作为电子受体,利用“分子组装促进电子转移”策略,成功将Ⅱ型光动力过程转化为Ⅰ型电子转移过程。通过超分子共组装,不仅能活化分子氧生成超氧自由基、氧化肿瘤代谢物NADH,还能在无氧环境下直接光氧化水生成羟基自由基并还原丙酮酸,通过双途径产生活性氧增强治疗效果。还进一步在2,6-二碘代BODIPY光敏剂分子结构中引入胺基作为电子给体,实现了通过分子内电子转移策略实现Ⅱ型光动力过程向Ⅰ型电子转移过程的转化。但是,引入电子供体在提升电子转移能力的同时,也降低了体系对生物分子的氧化能力,在一定程度上限制了电子转移路径在PDT中的应用;3)杨老师课题组近期还通过将苄基修饰的三苯胺(TPA)基团共价连接到3,5-芴基取代BODIPY衍生物分子中,开发了一种基于氢原子转移(HAT)机制的I-型光敏剂,在光照条件下,分子内单电子转移产生BODIPY阴离子自由基和TPA阳离子自由基中间体,进一步BODIPY阴离子自由基将电子转移给氧气生成超氧阴离子自由基,TPA阳离子自由基则通过脱质子生成碳自由基,进而攫取氢原子氧化生物底物,完成催化循环。这种基于HAT机制的I-型光敏剂,能够在光照下同时产生超氧阴离子自由基和碳自由基,从而增强光动力治疗效果。因为HAT是通过攫取氢原子直接氧化生物分子,不受氧化还原电位的限制,具有更高的反应活性和广泛的底物适应性。上述三类成果均实现了缺氧肿瘤治疗领域的突破,进一步拓展了光动力治疗的应用场景。会后,杨清正教授与参会师生展开了一系列学术讨论,并回答了师生提出的问题。

杨清正是北京师范大学教授、化学学院副院长。他于1998年毕业于郑州大学化学系,获理学学士学位;2003年毕业于中国科学院理化技术研究所,获理学博士学位;2003-2009年先后在法国路易斯巴斯德大学(斯特拉斯堡大学)和美国伊利诺伊大学香槟分校从事博士后研究工作。2009年入选中科院“百人计划”回到中科院理化技术研究所,任研究员、博士生导师。2014年调动到北京师范大学化学学院。曾获国家自然科学基金委优秀青年科学基金(2012)及国家杰出青年科学基金(2015),英国皇家学会的牛顿高级学者基金(2015),中国化学会物理有机化学青年奖(2021)。主要研究方向为超分子光化学,设计合成新型小分子染料或构建光响应组装体系,深入研究体系的光物理与光化学性质,探索其在发光材料、生物探针、光动力治疗等诸多领域的应用。迄今为止在 J.Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、 Nat. Commun.、 Adv. Mater. 等国际一流期刊上发表论文140余篇。