外延生長(zhǎng)異質(zhì)晶體（HNCs）中的強(qiáng)耦合界面具有界面連接、電子轉(zhuǎn)移和載流子分離等功能。然而，目前大多數(shù)納米復(fù)合材料主要為只有兩個(gè)亞單元的單一異質(zhì)結(jié)，因此難以在兩個(gè)以上的組分之間實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的協(xié)同能量轉(zhuǎn)移。有鑒于此，復(fù)旦大學(xué)李曉民教授基于晶面外延生長(zhǎng)策略合成了具有雙異質(zhì)結(jié)的三元NaGdF4:Yb,Tm-TiO2:F-Fe3O4 HNCs，并將其用于促進(jìn)近紅外（NIR）觸發(fā)的光-化學(xué)動(dòng)力學(xué)治療（PCDT）。
本文要點(diǎn)：
（1）實(shí)驗(yàn)將氟摻雜到TiO2（TiO2:F）中，這不僅可以增強(qiáng)TiO2（001）面的暴露（用于生長(zhǎng)Fe3O4亞單元），還能夠促進(jìn)NaGdF4:Yb,Tm上轉(zhuǎn)換納米晶體（UCNC）亞單元的生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)這三種成分的外延結(jié)合。在NIR照射下，UCNC亞單元可將吸收的近紅外光的光能傳遞給TiO2:F亞單元，促進(jìn)TiO2:F內(nèi)部電子-空穴對(duì)的生成。由于TiO2:F和Fe3O4在三元HNCs中的功函數(shù)不同，因此電子更傾向于從TiO2:F轉(zhuǎn)移到Fe3O4中，進(jìn)而能夠使非活性Fe3+還原為活性Fe2+，以進(jìn)一步提高芬頓-催化性能。
（2）與此同時(shí)，電子和空穴的有效分離也可以提高TiO2:F的光催化氧化性能。基于三元UCNC-TiO2:F-Fe3O4 HNCs可在單粒子水平上促進(jìn)芬頓催化和光催化的機(jī)制，研究者提出了一種近紅外光觸發(fā)的PCDT（NIR-PCDT）協(xié)同增強(qiáng)腫瘤治療策略。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該NIR-PCDT藥物具有顯著的活性氧產(chǎn)生性能，可有效誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。
Yufang Kou. et al. Ternary Heteronanocrystals with Dual-Heterojunction for Boosting Near-Infrared-Triggered Photo-Chemodynamic Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c15819
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15819
