活性氧（ROS）作為一種具有超高活性的含氧物種參與了大多數(shù)生命過程，在調(diào)節(jié)生物體的各項(xiàng)生理功能中起著關(guān)鍵作用。在過去的幾十年里，化學(xué)家和生物學(xué)家共同揭示各類ROS物種及其潛在的氧化還原化學(xué)性質(zhì)，以推進(jìn)基于ROS的納米醫(yī)學(xué)診療技術(shù)發(fā)展。
然而，由于ROS具有短行程、壽命短和高反應(yīng)活性等特性，如何在理想的時空閾值內(nèi)精確調(diào)節(jié)ROS濃度以優(yōu)化治療效果，成為了臨床科學(xué)家們關(guān)注的關(guān)鍵科學(xué)問題。
近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的林翰副研究員和施劍林院士報道了一種采用拓?fù)浠瘜W(xué)方法制備的氫原子封裝的二維鍺烯納米片（H-germanene），其具有高效光動力治療（PDT）性能，并表現(xiàn)出了良好的快速降解特性，顯示了良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。
二維單元素材料（Xenes）不僅具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，而且由于其單元素組分在生物系統(tǒng)中具有較高的生物相容性和良好的降解性，在多種生物醫(yī)學(xué)實(shí)踐中顯示出極大的潛力。首先，采用真空高溫固相法制備了高純度的CaGe2前驅(qū)體粉末，隨后將CaGe2在-40℃的濃鹽酸溶液中拓?fù)涿摬逡恢艿玫綒湓臃庋b的鍺烯納米片（H-germanene）。雙球差矯正透射電子顯微鏡和原子力顯微鏡結(jié)果表明制備的CaGe2前驅(qū)體具有規(guī)則的層狀化合物原子排布，同時，H-germanene表現(xiàn)出典型的二維層狀納米結(jié)構(gòu)。 DFT理論模擬計(jì)算表明H-germanene的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并驗(yàn)證了表面共價化學(xué)策略可調(diào)控零帶隙導(dǎo)體成為直接帶隙半導(dǎo)體（1.65 eV），這賦予二維氫鍺烯納米片以光動力學(xué)性能。隨后，通過DPBF檢測和電子順磁共振（EPR）波譜分析證明H-germanene的超薄納米結(jié)構(gòu)不僅可提供豐富的表面原子作為活性位點(diǎn)，還可以降低了電子空穴復(fù)合率，即展現(xiàn)出高的光動力學(xué)治療效果。 此外，對二維H-germanene納米片的體外生物降解性評估結(jié)果表明其良好的生物降解性。因此，表面化學(xué)調(diào)控制備的H-germanene納米片兼具優(yōu)異的光動力效應(yīng)和良好的生物安全性，可作為潛在的臨床用光敏劑。 論文信息 Bandgap-Engineered Germanene Nanosheets as an Efficient Photodynamic Agent for Cancer Therapy Min Ge, Haiyan Guo, Ming Zong, Zhixin Chen, Zhuang Liu, Han Lin*, Jianlin Shi* Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202215795
