近日,受國際期刊《物理化學快報》(The Journal of Physical Chemistry Letters)主編Gregory Scholes教授邀請,中科院合肥研究院強磁場中心王輝研究員課題組在該期刊撰寫前瞻性(Perspective)文章,介紹了碳基納米酶在類過氧化物酶應用領域的研究進展和前沿動態,并入選為封面(Supplementary Cover)文章。中科院合肥研究院強磁場中心為第一作者單位和通訊作者單位,紐約城市大學史坦頓學院Shuiqin Zhou教授為該工作的共同通訊作者。
化學動力學療法是一種基于芬頓或類芬頓反應的癌癥治療方法,其原理是基于腫瘤組織的弱酸性和高過氧化氫濃度,通過過氧化物納米酶將過氧化氫原位轉化為高細胞毒性羥基自由基,以殺死癌細胞。與其他治療方式不同,化學動力學治療無需引入抗癌藥物和外界刺激,副作用小、操作簡單,是腫瘤治療的一個重要方向。因此,對適用于化學動力學療法的過氧化物納米酶材料的探索是材料科學領域的重要研究課題。
目前,過氧化物納米酶材料主要以金屬/金屬氧化物為主,其存在的金屬離子化風險會導致潛在的生物安全性等問題。碳基納米酶由于良好的生物安全性和水溶性,已經成為科研人員的研究焦點與熱點。但是,碳基納米材料由于電子難以轉移,導致過氧化物酶速率較低,嚴重限制了其在生物醫學領域的應用。基于此,該前瞻性綜述回顧了近年來用于過氧化物酶模擬物的金屬納米酶和碳基納米酶的最新研究進展,系統分析了金屬納米酶的反應機理,總結了碳基納米酶(納米球、納米管、納米片和碳基量子點)的結構以及表面性質對其電子轉移和類過氧化物酶活性的影響規律,為碳基納米材料在癌癥化學動力學治療應用領域指出了發展方向。
本前瞻綜述以及相關研究受到國家自然科學基金、中國科學院合肥大科學中心協同創新項目、合肥市自然科學基金、PSC-CUNY Research Award等項目的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c03219
圖:碳基納米酶的化學動力學應用示意圖(Supplementary Cover)