摘要
氢分子是一种具有抗癌特性和高生物安全性的治疗性气体分子，很有潜力用于癌症等多种疾病的治疗。然而，氢分子溶解度低（1.6 ppm）、易扩散的特点导致传统的给氢方式（喝氢水、吸氢等）难以实现其在病灶部位的有效蓄积，从而削弱了氢分子的疗效。通过纳米载体担载氢分子的策略又受限于担载量有限，通常需要长期给药。光催化产氢可以实现在病灶部位连续产氢，但是目前对于光催化的研究主要集中在可见光（Visible，Vis,400 nm-700 nm）和近红外一区光（Near-infrared-Ⅰ，NIR-Ⅰ，700 nm-1000 nm），其组织穿透深度有限。与之相比，近红外二区光（Near-infrared-Ⅱ，NIR-Ⅱ，1000 nm-1700 nm）具有更高的组织穿透深度。然而 NIR-Ⅱ 光光子能量较低，所能激发的光催化材料必须具备很窄的带隙（对于1060 nm 的 NIR-Ⅱ光，需要 Eg≤1.17 eV），导致光催化氧化还原电势较弱，光催化效率极低。针对这个问题，本文提出一种 NIR-Ⅱ 光热串联热释电催化的能量转换策略，实现在肿瘤部位NIR-Ⅱ光驱动的催化产氢。因此，本课题发展了兼具NIR-Ⅱ光热性、热释电效应、宽带隙的多功能半导体材料ZnS:Cu。该材料可吸收 NIR-Ⅱ 光而引起温度变化，温度的改变导致材料极化强度改变而在表面形成极化电荷，极化电荷中带正电的空穴和带负电的电子分别具有催化氧化和还原的作用。宽带隙保证了材料能在 NIR-Ⅱ 光的驱动下实现在肿瘤部位催化氧化谷胱甘肽（Glutathione，GSH）并将氢离子还原为氢分子。催化产生的氢分子下调肿瘤CD47的表达水平，减弱肿瘤细胞的免疫逃逸能力、提高肿瘤部位的巨噬细胞浸润水平。同时，催化氧化GSH破坏了肿瘤细胞的氧化还原平衡，导致GPX4活性下降和脂质过氧化物的积累而促进细胞的铁死亡。最终，通过免疫-铁死亡联合治疗的途径实现对肿瘤的高效治疗。
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