闫东鹏Nat. Commun.: 二维层状纳米光敏剂用于高效单线态氧生成和光动力学治疗

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研究表明，单线态氧在气相中拥有较长的存在寿命，可达一小时；在溶液态中的寿命为10-6-10-3秒。在所有的活性氧（ROS）中，单线态氧因为极高的活性和氧化性，在污水处理、光氧化催化和光动力治疗中都具有广阔的应用。由于单线态和三线态之间的自旋翻转限制，从O2到1O2的转换过程在正常条件下很难发生，因而普遍需要借助光敏剂来有效地实现1O2产生。在过去的几十年中，包括有机染料、金属有机配合物和新型金属纳米粒子在内的多种光敏剂被开发出来。这些光敏剂或多或少都存在一些不足，比如亲水性较差和暗毒性等使得光敏剂的1O2产生效率较低，而限制了应用。近年来，石墨烯、硅材料和黑磷被用来产生1O2，并在光催化和光动力学治疗中取得了一些进展。但是，由于这些光敏剂在700nm以上长波长范围缺少吸收，导致组织穿透性较差，并会对活体造成光损伤。因而，开发近红外光激发的光敏剂在生物诊疗中具有很重要的意义，且极具挑战性。

近日，北京师范大学闫东鹏教授和北京化工大学卫敏教授，梁瑞政副教授（共同通讯作者）等在前期无机有机杂化室温磷光材料的研究基础上，报道了一种近红外光激发的二维纳米超分子光敏剂，用于有效的双光子光动力学治疗。这种纳米复合物的单线态氧产率高达0.74。体外细胞实验证实其具有很好的抗肿瘤效果，IC50为0.153 μg/mL。在小鼠实验中，纳米复合物表现出了很强的组织穿透能力、极低的生物毒性和很强的肿瘤抑制能力。这个工作为双光子激发的光敏剂的设计以及无机有机杂化室温磷光材料的三线态激子应用提供了新的思路。该成果以题为"Nano-photosensitizer Based on Layered Double Hydroxide and Isophthalic Acid for Singlet Oxygenation and Photodynamic Therapy"发表在Nat. Commun.上。并被期刊编辑部选为“Editors’ Highlights”。