近日，中國(guó)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(guò)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(kāi)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(guò)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