Type-I photosensitizers (PSs) are considered to be efficient agents for overcoming the oxygen-dependent deficiency of traditional photodynamic therapy (PDT). However, it is still challenging to design type-I PSs that can be activated by the second near-infrared (NIR-II) irradiation. Herein, a series of organic heavy-atom-free molecules are designed (named as CTU1, CTU2, and CTU3) and exhibit strong absorption bands over the first near-infrared and NIR-II regions. Among them, water-dispersible CTU3 nanoparticles (NPs) show strong J-aggregate characteristics and a good NIR-II absorption band, resulting in highly efficient •O₂⁻ generation upon irradiation of 1064 nm light. In addition, the CTU3 NPs also exhibit a high photothermal conversion efficiency of 88.6%. In vitro and in vivo experiments show that CTU3 NPs have superior PDT and photothermal therapy (PTT) effects, which can further induce immunogenic cell death and activate immune cells in 4T1 tumor-bearing mice for combined PDT/PTT anti-tumor photoimmunotherapy against refractory tumors. This work presents a paradigm of de novo design of NIR-II light-activated type-I PS for combinational photoimmunotherapy of cancer.

中文翻译：

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用于抗肿瘤光免疫治疗的高效 NIR-II 激活的无重原子 I 型光敏剂的从头设计

I 型光敏剂 （PS） 被认为是克服传统光动力疗法 （PDT） 氧依赖性缺乏症的有效药物。然而，设计可由第二次近红外 （NIR-II） 照射激活的 I 型 PS 仍然具有挑战性。在此，设计了一系列有机无重原子分子（命名为 CTU1、CTU2 和 CTU3），并在第一近红外和 NIR-II 区域表现出强吸收带。其中，水分散性 CTU3 纳米颗粒 （NPs） 表现出较强的 J 聚集体特性和良好的 NIR-II 吸收带，从而在 1064 nm 光照射下高效生成 •O₂⁻。此外，CTU3 NPs 还表现出 88.6% 的高光热转换效率。体外和体内实验表明，CTU3 NPs 具有优越的 PDT 和光热疗法 （PTT） 效应，可进一步诱导 4T1 荷瘤小鼠的免疫原性细胞死亡并激活免疫细胞，用于针对难治性肿瘤的 PDT/PTT 联合抗肿瘤光免疫疗法。这项工作提出了一种 NIR-II 光激活 I 型 PS 用于癌症联合光免疫治疗的从头设计范式。