光动力治疗作为一种高效、低创的癌症治疗方式,近年来已经成为研究工作者关注的焦点。近红外激发的上转换光敏剂包括镧系元素掺杂的上转换纳米粒子和双光子吸收在内的光敏剂因为其激发光穿透深度的优势引起越来越多研究工作者的关注。不过,镧系元素掺杂的上转换纳米粒子同样存在着重复性差、体内代谢机制不明确等缺点,成为临床应用最大障碍。而双光子吸收光敏剂因为双光子吸收过程的中间能级是一个虚拟能级,所以双光子吸收的发生概率极低,往往需要极高的激发光强度(＞1 W·cm-2),从而不可避免地造成正常组织的光损伤。因此,新型近红外上转换光敏剂的开发是迫切需要的。本文基于频率上转换发光机制开发了有机小分子类型的上转换光敏剂FUCP-1和Cy5.5-Br,可以在808 nm的激发光照射下实现高效的光动力治疗。由于罗丹明结构优异的热带吸收能力,FUCP-1可以在808 nm激发光的激发下表现出强烈的上转换发光信号,发射峰为750 nm,上转换荧光量子产率（ΦF）高达12.6%。此外,FUCP-1中碘原子的引入显著增强了分子的系间窜越能力,有利于FUCP-1生成细胞毒性的单线态氧。小鼠活体实验中,FUCP-1可以有效地富集在肿瘤部位,并且在808 nm激光的照射下表现出优异的抗肿瘤能力,而且,对于5 mm猪肉组织覆盖的肿瘤,FUCP-1在激光照射下同样可以有效地抑制肿瘤生长。FUCP-1是第一例用于光动力治疗的频率上转换光敏剂,首次验证了频率上转换机制在肿瘤光动力治疗中的可行性。在此基础上,利用花菁染料潜在的热带吸收能力,开发了用于光动力治疗的花菁类频率上转换光敏剂Cy5.5-Br,首次实现了频率上转换光敏剂在生物安全光密度下(808nm,330 m W·cm-2)的肿瘤光动力治疗。Cy5.5-Br中Br原子的引入,极大地增强了分子的单线态氧生成能力（比对照分子Cy5.5-H的单线态氧生成能力高1027倍）。Cy5.5-Br可以快速进入细胞并且定位于细胞线粒体,在光照过程中,通过破坏线粒体膜电位达到杀死肿瘤细胞的目的。Cy5.5-Br通过尾静脉注射后可以有效地靶向到肿瘤部位,并且在808 nm激光照射下表现出了优异的抗肿瘤能力。此外,Cy5.5-Br在可见/近红外区域有着强烈的吸收,摩尔消光系数ε高达2.2×10~5L·mol-1·cm-1,远高于临床应用的卟啉和酞菁类光敏剂。小鼠的肿瘤光动力治疗结果表明,Cy5.5-Br在斯托克斯机制下同样有着良好的肿瘤抑制能力。通过对Cy5.5-Br在频率上转换机制和斯托克斯机制下光动力治疗性能的对比得知,Cy5.5-Br在频率上转换机制下的光动力治疗更具有临床应用潜力。