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首先，針對(duì)氫氣可控釋放難題，開(kāi)發(fā)了一種Z型結(jié)構(gòu)SnS1.68-WO2.41納米催化劑和鉀/碳共摻雜氮化碳催化劑（如圖），實(shí)現(xiàn)了腫瘤內(nèi)原位近紅外光催化產(chǎn)氫以抑制癌細(xì)胞能量代謝，同時(shí)利用產(chǎn)生的空穴原位氧化腫瘤內(nèi)過(guò)度表達(dá)的GSH以破壞腫瘤抗氧化防御系統(tǒng)，從而通過(guò)“氫氣-空穴聯(lián)合療法”有效地?fù)v毀了腫瘤微環(huán)境，達(dá)到了高效抗癌的作用。該研究率先提出了一種“氫氣-空穴聯(lián)合療法”。不同于常規(guī)的氣體前藥擔(dān)載策略，催化產(chǎn)氣策略完全避免了在其它部位產(chǎn)生氣體。相比于常規(guī)的光催化產(chǎn)氫材料，開(kāi)發(fā)的近紅外光催化產(chǎn)氫納米材料不需要攜帶任何犧牲劑，能夠源源不斷地、可持續(xù)地、可控高效產(chǎn)氫。該工作發(fā)表在國(guó)際著名期刊《自然·通訊》和《先進(jìn)材料》：Photocatalysis-mediated drug-free sustainable cancer therapy using nanocatalyst, Nature Communications, 2021, 12, 1345. 原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-21618-1; Homogenous carbon/potassium-incorporation strategy for synthesizing red polymeric carbon nitride capable of near-infrared-photocatalytic H2 production, Advanced Materials, 2021, in press. 原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202101455

其次，針對(duì)氫氣高效緩釋難題，使用空心介孔二氧化硅納米顆粒裝載氨硼烷，構(gòu)建了一種氫納米膠囊，實(shí)現(xiàn)了氫的高效運(yùn)載和酸控長(zhǎng)效釋放。將其以口服藥物的形式運(yùn)用在代謝紊亂中，發(fā)現(xiàn)氫納米膠囊在腸胃道長(zhǎng)效緩釋的氫分子能夠有效調(diào)節(jié)腸道菌群（如AKK菌群），從而通過(guò)“腸?肝軸”改善糖代謝和脂質(zhì)代謝，有效改善了糖尿病、脂肪肝和肥胖（如下圖）。將氫納米緩釋膠囊以肥料的形式運(yùn)用在氫農(nóng)學(xué)中，發(fā)現(xiàn)其通過(guò)滲透進(jìn)入植物根系長(zhǎng)效釋放氫分子，誘導(dǎo)了植物側(cè)根生長(zhǎng)，并揭示了緩釋氫分子通過(guò)調(diào)控一氧化氮來(lái)誘導(dǎo)側(cè)根生長(zhǎng)的機(jī)制（如下圖）。該工作發(fā)表在國(guó)際著名期刊《生物材料》和《化學(xué)工程雜志》：Nanocapsule-mediated sustained H2 release in the gut ameliorates metabolic dysfunction-associated fatty liver disease, Biomaterials, 2021, 121030. 原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.121030; Nanomaterial-mediated sustainable hydrogen supply induces lateral root formation via nitrate reductase-dependent nitric oxide, Chemical Engineering Journal, 2021, 405, 126905. 原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126905

該研究工作得到了深圳大學(xué)微納光電子學(xué)研究院蘇陳良教授、深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部盧璽峰副教授、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈文飆教授團(tuán)隊(duì)的大力支持和幫助。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心基金等的資助。

參考資料：https://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20210719/155647.html