光在疾病治療中具有巨大潛力，高效光催化劑的開發(fā)可以提高光催化系統(tǒng)在生物醫(yī)學中的利用率。鑒于此，中科院化學所白昊天、王樹等人設計了一種設計和合成共軛聚合物光催化劑的新方法，用于光催化 CO2 還原，該方法依賴于用理論計算的描述符建立的多元線性回歸模型。
研究人員建立了分子結(jié)構(gòu)和 CO 產(chǎn)量之間的對數(shù)關(guān)系，并確定聚（芴-共-噻吩）異常體 (PFT) 為最佳。PFT 在乙腈中激發(fā)的 CO 再生率為 231 nmol h-1，在水溶液中激發(fā)的 CO 再生率為 46 nmol h-1，反應選擇性為 88%。通過開發(fā)包裹 PFT 的脂質(zhì)體用于靶向巨噬細胞遞送，研究人員取得了進一步的進展。通過將 PFT 分布在脂質(zhì)體膜上，研究人員構(gòu)建的光催化系統(tǒng)可有效地從周圍的 CO2 中原位生成 CO。這種局部 CO 生成充當內(nèi)源性信號分子，促進巨噬細胞從 M1 表型向 M2 表型極化。因此，M2 細胞減少了促炎細胞因子 (TNF-α、IL-6 和 IL-1β) 的分泌。
研究人員還證明了該系統(tǒng)在白光照射下治療脂多糖誘導的心肌細胞炎癥的有效性。此外，該研究結(jié)合了理論計算和實驗技術(shù)，包括瞬態(tài)吸收、飛秒超快光譜和原位紅外光譜，全面了解了 CO2 還原所涉及的復雜過程。這些發(fā)現(xiàn)為共軛聚合物和光催化系統(tǒng)在生物醫(yī)學研究中的進一步發(fā)展鋪平了道路。
參考文獻：
Chuanwei Zhu, Junjie Cheng, Hongrui Lin, Zhiwen Yang, Yiming Huang, Fengting Lv, Haotian Bai, and Shu Wang. Rational Design of Conjugated Polymers for Photocatalytic CO2 Reduction: Towards Localized CO Production and Macrophage Polarization. Journal of the American Chemical Society 2024.
DOI: 10.1021/jacs.4c04980
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.4c04980
