肿瘤乏氧会严重制约光动力学治疗（PDT），尤其是Ⅱ型PDT的疗效。更严重的是，PDT过程本身消耗氧气也进一步制约了其疗效。尽管目前一些生成氧气的方法被研究开发，但它们的安全问题、时空不可控性、有限的效果和复杂的制备过程等极大的限制了其临床转化应用。受自然界植物产氧过程的启发，中国科学院长春应用化学研究所逯乐慧研究员课题组构建了一种良好生物相容性的一体化有机半导体，它可以利用光氧化催化作用解决这些难题。

实验通过一步法自下而上地制备了克级C₅N₂纳米颗粒有机半导体。该半导体具有低带隙（1.63 eV）和低价带位置（6.56 eV vs.NHE）的电子结构,因此能被近红外光激发且具有强的光氧化性。在650 nm激光照射下，该半导体可氧化裂解水以生成O₂，并同时通过能量转移的方式产生单态氧(¹O₂)，表明该有机半导体可以同时作为生成O₂的光{attr}3132{/attr}和产生¹O₂的光敏剂。

此外，该半导体通过α/β 通道靶向细胞核以实现直接有效的DNA光裂解，从而引发细胞自噬。研究结果表明该半导体在细胞和活体水平都能够实现乏氧反转和良好的治疗效果。这一研究为开发基于有机半导体的癌症治疗药物提供了新的策略。

论文信息：

An All‐in‐One Organic Semiconductor for Targeted Photoxidation Catalysis in Hypoxic Tumor

Lehui Lu, Weihua Chen, Zhen Sun, Chunhuan Jiang, Wenbo Sun, Bin Yu, Wei Wang

文章的第一作者是中科院长春应用化学研究所的博士研究生陈伟华

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202105206

《德国应用化学》