图1、构建耐氧性光氧化还原催化驱动的一氧化氮递送体系。

近期，胡进明课题组与刘世勇教授课题组和肖石燕课题组开展合作，报道了一种耐氧型光氧化还原催化调控NO释放的策略，并成功用于细菌感染治疗。以紫外光吸收N,N′-二亚硝基-1,4-苯二胺类光响应NO释放分子 (BNN-NO2和BNN) 作为研究对象；研究表明，BNN-NO2和BNN在可见光 (500 nm) 辐照下被光催化剂三(2-苯基吡啶)合铱 (fac-Ir(ppy)3) 激活并释放NO。有趣的是，NO释放后BNN-NO2和BNN可自发转化为相应的醌二亚胺 (QDI) 结构，原位清除产生的活性氧 (ROS)，实现了独特的氧气耐受性能。虽然光氧化还原催化已广泛用于有机合成中，但在生理环境下利用光氧化还原催化反应激活生物活性分子仍然面临巨大挑战——由于生理环境的复杂性，光氧化还原催化反应往往受到周围生物分子的影响 (如氧气会严重淬灭光催化剂的激发态)。

图2、光氧化还原催化触发一氧化氮释放实现细胞膜超极化和菌膜渗透性增强，有效杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA)。

研究人员通过共聚将BNN-NO2或BNN引入两亲性嵌段聚合物中，负载光催化剂fac-Ir(ppy)3后可得到均匀胶束纳米粒子。在可见光辐照下，在无需额外添加氧气清除剂的条件下成功实现了NO的触发释放，同时伴随着水中溶解氧含量的自发下降。体外抗菌实验结果表明：该NO释放胶束可使细菌膜电位超极化并增加细菌膜渗透性从而达到杀灭细菌的效果。在小鼠全皮层细菌感染创伤模型中，光氧化还原催化触发NO释放可有效治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 伤口感染并促进伤口愈合。本工作为探索光氧化还原催化的生物医学应用提供了有益参考，其独特的氧气耐受性有效避免了生理环境下氧对光氧化还原催化的不利影响。

上述研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部重点研发计划和中国科学技术大学培育基金等资助。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202204526 (Hot Paper)

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202107155

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202104024 (Hot Paper)

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202010009 (VIP)