近红外二区（1000-1700 nm）有机光诊疗剂具有较低的自发荧光干扰，可以大大提升荧光成像的组织穿透深度和分辨率，在生物医学领域具有广阔的应用前景。由于这类光诊疗剂绝大部分为疏水性分子，因此通常需要将其包覆成纳米粒子进行使用，这就使得它们的光物理性质不仅取决于分子结构本身，还与分子的聚集行为密切相关。然而，由于分子聚集行为的多样性、敏感性和复杂性，通过精确的分子结构改造来调控分子的聚集行为，进而获得具有理想光物理性能的近红外二区有机光诊疗剂仍具有极大的挑战。

通常，改变侧链的长度、位置和支化程度可以改变分子的扭转程度来实现光诊疗剂性能的调控。然而，利用侧链芳基位置来控制侧链与共轭主链间的相互作用强度，进而改变光诊疗剂的聚集行为和调控光诊疗性能的策略在很大程度上却未被探索。为此，内蒙古大学王建国教授团队和中国科学院青岛生物能源与过程研究所李永海副研究员合作，提出了一种侧链苯基位置异构诱导空间共轭策略，用于构建兼具高荧光亮度和优异光热性能的近红外二区有机光诊疗剂。

首先，作者通过无金属催化Knoevenagel反应，设计合成了三对互为异构体的o-系列（苯基在侧链外侧）和i-系列（苯基在侧链内侧）的荧光分子。

这些荧光分子在纳米颗粒状态下均表现出明亮的近红外二区发射。相较于i-系列，所有o-系列纳米粒子都表现出吸收红移以及明显增强的近红外二区荧光亮度和光热性能。

单晶分析和理论计算结果表明，i-系列分子侧链上的苯基主要与层间分子骨架形成较弱的C-H···π相互作用。与此不同的是，o-系列晶体侧链上的苯基与层间骨架之间形成强的空间共轭，并在同层分子中建立了多重非共价互锁平面结构。这种独特的堆积方式不仅稳定了分子骨架，也有利于促进主链与侧链之间的空间相互作用。

在这些o-系列纳米颗粒中，o-ITNP NPs表现出明亮的近红外二区发射和优异的光热性能，使其成功应用于高分辨率腹部血管成像，肿瘤定位和成像引导肿瘤治疗。

综上所述，这项工作为深入理解有机光诊疗剂分子结构与聚集行为之间的构效关系，以及进一步发展高效的近红外二区光诊疗剂提供了理论基础。

该研究工作第一作者是内蒙古大学化学化工学院博士研究生李纯斌（现为香港科技大学博士后），通讯作者是内蒙古大学王建国教授和中国科学院青岛生物能源与过程研究所李永海副研究员，工作得到唐本忠院士的学术指导。