光动力疗法（PDT）是指使用光敏剂，在外加光照下通过电子转移或质子转移产生type-I型活性氧物种（ROS）（O₂^-, ·OH等），或者通过能量转移产生type-II型ROS（¹O₂），从而杀伤肿瘤细胞，细菌或真菌的疗法。PDT具有高效，广谱的抗菌以及抗肿瘤活性，但与此同时，ROS显著的毒性也带来了伴随PDT过程的副作用。传统光敏剂的“常开”状态，使得患者一旦暴露在光照射下，光照部位就会生成ROS，从而带来治疗前和治疗后的副作用。“关-开”型可激活光敏剂在治疗前不具有光敏活性，而在治疗部位响应激活，从而具有ROS产生能力，成功地解决了PDT治疗前副作用的问题。但激活后的光敏剂仍然具有光毒性，因此，我们需要在PDT治疗前后均处于失活状态，而仅能在治疗部位精准激活的“关-开-关”型光敏剂来降低PDT的副作用。

PDT存在的另外一个问题在于肿瘤部位的乏氧环境。Type-II型光敏剂具有高度的氧气依赖性，在肿瘤乏氧部位疗效会受到严重影响。与此不同，type-I型光敏剂具有相对较低的氧气依赖性，在严重乏氧的肿瘤部位也可以保持ROS产生能力。因此，设计新型type-I “关-开-关”型光敏剂具有重要的科研和临床意义。

近日，新加坡国立大学的刘斌教授课题组基于偶氮苯衍生物的可逆氧化还原反应，构筑了PDT治疗前（常氧失活）-治疗中（乏氧激活）-治疗后（常氧失活）按需开关的type-I 光敏剂。通过与浙江大学平渊教授课题组的合作，动物实验充分展示了该光敏剂在小鼠肿瘤治疗过程中的高选择性以及治疗前后的低毒性。

通过合理的分子设计，作者在type-I型光敏剂骨架TPFN上引入了3,5-二(三氟甲基)取代的偶氮苯基团，合成了TPFN-AzoCF₃。实验表明，TPFN-AzoCF3本身不具备荧光发射和ROS产生能力，该分子可以在缺氧条件下还原激活，而在常氧条件下再次失活。进而实现激活PDT治疗后再失活的“关-开-关”过程

细胞实验表明，随着氧气浓度降低，TPFN-AzoCF₃的荧光和ROS产生能力同步增强，伴随氧气浓度升高，该体系的荧光以及ROS产生能力又会降低到初始水平。氧气浓度引导的光敏剂性能动态变化说明了“关-开-关”光敏剂策略的可行性。

进一步体内实验表明，TPFN-AzoCF₃纳米粒子在乏氧肿瘤部位具有出色的PDT疗效，同时相比于“关-开”型光敏剂纳米粒子，表现出更低的副作用。

该工作首次提出了通过动态响应分子实现的可按需开关的光敏剂概念，通过双三氟甲基偶氮苯对常氧-乏氧环境的可逆响应，结合type-I型光敏剂骨架，为实现安全，高效PDT提供了新思路。