工程化Z型異質(zhì)結(jié)可以優(yōu)化半導體聲敏劑中的載流子分離和遷移,從而增強活性氧(ROS)的產(chǎn)生。然而,如何在Z型異質(zhì)結(jié)中建立一個連續(xù)的定向通道仍是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。有鑒于此,深圳大學董海峰教授和Qin Xiang通過在方向組裝的Bi2WO6/TiO2 Z-scheme結(jié)構(gòu)上精確生長Pt納米晶體,開發(fā)了一種三元Bi2WO6/TiO2?Pt異質(zhì)結(jié)聲敏劑。
本文要點:
(1)構(gòu)建Bi2WO6/TiO2?Pt異質(zhì)結(jié)的過程包括:(1)在TiO2納米片高度暴露的(001)晶面上原位定向生長Bi2WO6;(2)隨后在邊緣(101)晶面上精確沉積納米Pt。研究發(fā)現(xiàn),三元異質(zhì)結(jié)中的Z型Bi2WO6/TiO2可確保實現(xiàn)有效的電子分離,而肖特基TiO2?Pt界面則能夠建立明確的電荷流動路徑和產(chǎn)生強大的氧化還原能力。
(2)此外,納米Pt也能夠賦予Bi2WO6/TiO2?Pt異質(zhì)結(jié)優(yōu)異的類過氧化物酶和類過氧化氫酶活性,促進其與內(nèi)源性H2O2發(fā)生相互作用,以產(chǎn)生羥基自由基和O2,有效緩解腫瘤乏氧,促進ROS的生成。DFT理論計算和實驗結(jié)果表明,與純TiO2或二元Bi2WO6/TiO2異質(zhì)結(jié)相比,Bi2WO6/TiO2?Pt異質(zhì)結(jié)具有顯著提高的聲動力誘導ROS生成效率和體內(nèi)外抗癌性能。綜上所述,該研究能夠為設(shè)計高性能Z型聲敏劑系統(tǒng)提供新的見解。
Shengwu Wen. et al. Ternary Bi2WO6/TiO2?Pt Heterojunction Sonosensitizers for Boosting Sonodynamic Therapy. ACS Nano. 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c08236
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c08236