光热治疗是一种将光能转换为局部热量诱发细胞死亡的一种非侵入式治疗技术，被证明在重大疾病（包括恶性肿瘤和感染疾病等）治疗方面具有重要应用前景。与无机和聚合物材料相比，有机小分子往往具有更好的生物相容性和更快的代谢速率等优势。然而，高性能的有机小分子光热制剂却因复杂的设计和冗繁的合成过程使其应用受到限制，尤其是具有更高生物组织穿透能力的近红外二区（1000–1350 nm）响应的小分子光热制剂仍屈指可数。

受到电子供体-受体小分子共晶体系的启发，首都师范大学魏玮教授、王果副教授等开发了一类基于电荷转移作用的水溶性主客体化合物，并将其成功应用于近红外二区的光热治疗。

作者首先高效合成了一种以萘二酰亚胺（NDI）为核心、双侧成环的水溶性环番——“双子型”分子盒（“Gemini Box”，GBox-4⁴⁺）。单晶X 射线衍射分析证实，NDI母核与两侧3,3’-联吡啶嗡盐基团的质心距离达到7.0 Å，因此其双侧空腔可以以1:2的模式结合一系列富电子客体分子。 

由于GBox-4⁴⁺的空腔具有高度的缺电子性质，这些通过电荷转移作用形成的主客体化合物在水溶液中显示了强的光吸收能力，并随着客体给电子能力的提升，其吸收带可发生明显的红移，甚至扩展至近红外二区。在1064 nm的近红外激光照射下，多个主客体化合物表现出良好的光热转换能力，以寡聚乙二醇链修饰客体形成的DAF-OH₂⊂GBox-4⁴⁺最佳。

细胞毒性实验表明，纯主体GBox-1⁴⁺与主客体化合物DAF-OH₂⊂GBox-4⁴⁺在研究的浓度范围内均具有良好的生物相容性。在1064 nm激光照射后，经DAF-OH₂⊂GBox-4⁴⁺孵育的HeLa细胞有超过90%被杀死，同时细胞共聚焦荧光成像也证实了这一点。另外，这些主客体化合物还表现出良好的光热抗菌效果。

该研究工作不仅拓展了主客体环番体系的应用范围，也为通过非共价作用构筑生物友好、结构确定的有机小分子近红外二区光吸收材料提供了新的思路。