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抗生素的滥用促进了细菌耐药性的演变和超级细菌的出现，给耐药感染的治疗带来了巨大的挑战。纳米材料和纳米技术的快速发展为新型抗菌药物的开发提供了机遇。与目前普遍使用的抗生素相比，芬顿反应实现的抗菌活性可以有效避免细菌耐药性的产生。光生电子可以显着加速芬顿反应提高活性氧（ROS）的产量。然而，由于大多数研究的金属氧化物是宽带隙半导体，因此通常使用紫外光来触发反应。为了满足生物医学需求，同时提高光催化效率，亟待开发近红外光（NIR）响应的芬顿和类芬顿催化剂。
酞菁（Pcs）化合物在近红外区具有强吸收，作为光动力材料被广泛研究应用于生物治疗领域。由于其大环的平面构型和疏水特性，酞菁分子在生物环境中倾向于聚集，导致其光动力活性严重衰减。而另一方面，有机分子通过超分子化学组装成有序的纳米结构将表现出不同于孤立分子的独特的光电化学（PEC）性质，表达出依赖于分子堆积方式及分子间相互作用的光捕获、电荷传输等光催化相关特性。
图1. sNiPc（左）和aNiPc（右）的晶体结构及吸收光谱 本报告揭示了镍配位酞菁的类芬顿（F{attr}3222{/attr}on-like）活性和近红外光芬顿（Solar-Fenton）活性及其作为抗菌剂的潜力。设计了两例具有高度相似结构的α-八丁氧基取代的镍配位酞菁分子NiPc，即非手性的aNiPc和手性的sNiPc，并获得了其单晶结构，研究分子聚集诱导的光激发态失活路径的差异及其与Solar-Fenton催化机理的构效关系。正如预期，尽管分子结构仅存在微小的差别，其晶体堆积出现显著差异（图1）。具体地说，aNiPc松散地聚集形成多孔结构的晶体，而sNiPc通过手性识别紧密堆积形成手性晶体。相异于酞菁单分子的光动力活性，两种NiPc晶体均表现出Fenton-like和Solar-Fenton活性，且其活性与晶体结构有关。理论计算结果表明，Ni为催化活性中心，增加Ni上的电子密度会增强Fenton-like和Solar-Fenton活性。非周边的八丁氧基给电子取代使Ni上的原子电荷比未取代的Pc更负，有利于提高催化活性。此外，aNiPc晶体中高度扭曲的大环面导致更多的Ni活性中心暴露，填充分子形成的大量孔隙都使aNiPc晶体具有更高的Fenton活性，特别是在近红外光的驱动下， aNiPc晶体表现出更高的Fenton活性。手性化合物sNiPc晶体虽然产生一定量的•OH具有类Fenton的活性，但几乎没有抗菌活性。这种催化活性的下降是手性选择性的结果。 图2. (a)DMPO-•OH加合物的ESR信号随辐照时间的变化；(b)在H2O2存在下，在近红外光(>600 nm)照射下，aNiPc晶体的XPS测量；(c)NiPc的优化构型基态和第一激发态的Hirshfeld电荷。 这项工作为酞菁及其聚集体通过Solar-Fenton反应作为光诱导抗菌剂提供了一个新的视角。同时研究有机半导体作为Fenton-like催化剂和以酞菁晶体为原型的Solar-Fenton催化剂的机理，考虑到有机半导体的优越性，包括其分子和组装结构的灵活性和可调性，以及对太阳能的光响应性，这一点具有重要的意义。 论文信息： Nickel Phthalocyanines as Potential Aggregation-Induced Antibacterial Agents: Fenton-Like Pathways Driven by Near-Infrared Light Yue Zhao, Fuhao An, Jiao Meng, Yuxin Zhu, Xun Sun, Prof. Dr. Xiaomei Zhang, Prof. Dr. Xuan Sun ChemPhotoChem DOI: 10.1002/cptc.202100233
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