光能量在疾病治療領(lǐng)域具有非常重要的意義,開發(fā)具有優(yōu)異活性的光催化劑能夠促進生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展。
有鑒于此,中國科學(xué)院化學(xué)所王樹研究員、白昊天研究員等報道共軛聚合物用于光催化還原CO2的設(shè)計和合成新方法,基于理論計算描述符進行線性回歸發(fā)展高性能光催化還原CO2的共軛有機光催化劑。
本文要點
(1)
通過分子結(jié)構(gòu)和CO產(chǎn)量之間建立線性關(guān)系,因此發(fā)現(xiàn)聚芴-噻吩共聚物(PFT)是最好的共軛有機光催化劑。PFT在乙腈或者溶液相生成CO的速率分別為231 nmol h-1和46 nmol h-1,選擇性達到88 %。
(2)
通過脂質(zhì)體包封處理的PFT光催化劑能夠用于靶向巨噬細胞遞送。將PFT修飾在脂質(zhì)體的膜上,構(gòu)筑的光催化體系能夠高效率的從周圍的CO2轉(zhuǎn)化為CO。生成的CO能夠作為外源性信號分子,促進巨噬細胞(macrophages)從M1變成M2。M2細胞能夠減少炎癥細胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)的分泌。此外,作者展示了這個體系能夠高效率在可見光照射下治療脂多糖誘導(dǎo)的心肌細胞炎癥。
這項研究通過超快光譜、原位紅外、瞬態(tài)吸收等表征技術(shù)研究和深入理解CO2還原的過程。這項研究有助于發(fā)展共軛聚合物光催化劑以及將其應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。
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, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c04980
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04980