近日，中國科學(xué)院高能物理研究所研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種氧化銅-石墨炔納米催化劑（CuO@GDY），對(duì)乏氧腫瘤實(shí)現(xiàn)了可控且精準(zhǔn)的放療增敏（圖1）。此結(jié)果已發(fā)表在《ACS Nano》雜志上。??

該工作設(shè)計(jì)并原位合成了Z型CuO@GDY異質(zhì)結(jié)，通過同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜學(xué)（XAFS）揭示了異質(zhì)結(jié)中Cu-C成鍵結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步結(jié)合其能帶結(jié)構(gòu)揭示了其放射增敏機(jī)制。研究表明：一方面，石墨炔作為本征半導(dǎo)體，其能帶位置與近紅外光(NIR)催化析氧的能級(jí)匹配，使得Z型CuO@GDY異質(zhì)結(jié)在近紅外光激發(fā)下獲得更快的電子與空穴（e--h+）的分離，從而在腫瘤內(nèi)部可控且高效地將H2O分解產(chǎn)生O2，克服了乏氧腫瘤的輻射抗性。另一方面，X射線觸發(fā)的水合電子使得CuO@GDY產(chǎn)生了大量一價(jià)銅（Cu+）活性位點(diǎn)，這一活性位點(diǎn)促進(jìn)了類芬頓反應(yīng)的發(fā)生，使腫瘤內(nèi)部高表達(dá)的H2O2催化產(chǎn)生更多的羥基自由基（·OH），從而增強(qiáng)了對(duì)腫瘤的治療效果。同時(shí)，因正常細(xì)胞內(nèi)H2O2明顯不足，·OH的產(chǎn)生受阻，因此對(duì)正常細(xì)胞的毒性較小。這種雙催化協(xié)同作用在細(xì)胞和活體層面都得到了證實(shí)。該工作不僅提出了一種可控且高效的近紅外光催化瘤內(nèi)供氧策略，而且還開發(fā)了一個(gè)時(shí)空可控的輻射催化平臺(tái)，為解決放射治療過程中腫瘤組織的輻射抗性和正常組織的損傷等難題提供了新思路。??

該項(xiàng)工作得到了依托北京同步輻射裝置的建制化科研平臺(tái)項(xiàng)目和1W1B吸收譜學(xué)實(shí)驗(yàn)站的支持。???????????

論文鏈接：Wang, D.#, Liao, Y.#, Yan, H., Zhu, S., Liu, Y., Li, J., Wang, X., Guo, X., Gu, Z.*, & Sun, B*., In Situ Formed Z-Scheme Graphdiyne Heterojunction Realizes NIR-Photocatalytic Oxygen Evolution and Selective Radiosensitization for Hypoxic Tumors.?ACS Nano, 2022, 16 (12), 21186-21198

圖1. Z型CuO@GDY異質(zhì)結(jié)同時(shí)實(shí)現(xiàn)NIR光催化析氧和選擇性的放射增敏