【J. Am. Chem. Soc.】生物系统中的条件激活光催化剂

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光化学工具用于检查和调节生化过程对生命科学改变很多。在追求的各种光学技术中,光催化技术尤其吸引人。虽然“光催化”一词最初是为有机合成而创造的,但近年来已经越来越多向化学生物学领域发生转变,在治疗和诊断中发展新的生物技术。然而,尽管它们功能强大,受到光催化剂毒性的非目标风险和安全问题的困扰,在高等生物和活的宿主体内实现这些“新自然”光化学转化仍然是一个挑战,是一个难以实现的目标。

最近,大连理工大学彭孝军院士与Korea UniversityJong Seung Kim合作,提出了一种条件激活光催化剂(ConAPC)的概念,为了验证这一方法,他们基于经典自消除化学设计了首个ConAPC结构Se-NO2

图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

对于ConAPC Se-NO2,其固有的光催化性能暂时保持不变,仅通过感应特定的生物标记物而变得活跃。这种掩蔽策略可在体外和体内进行空间-时间光响应性控制。

图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

同时,还确定了一种新的生物良性无金属光催化剂(Se-NH2),该催化剂能够启动NIR光催化,以操纵O2依赖性作用机制中的细胞电子池。


图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

此外,通过这种独特的策略,在小鼠模型中获得了有效的肿瘤特异性靶向光催化根除(TGI:95%),还实现了高分辨率肿瘤识别(SBR:33.6)和优异的生物相容性及安全性等有利特性。因此,这项工作为化学家利用人工光催化反应发展简易智能光催化疗法提供了新的可能性。


图片来源:J. Am. Chem. Soc.

 

参考文献:Conditionally Activatable Photoredox Catalysis in Living Systems

J. Am. Chem. Soc.

DOI: 10.1021/jacs.1c07372

原文作者:Mingle Li,# Kalayou Hiluf Gebremedhin,# Dandan Ma, Zhongji Pu, Tao Xiong, Yunjie Xu,  Jong Seung Kim,* and Xiaojun Peng*


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