具有光氧化还原能力的哺乳动物细胞能够表现丰富的生物过程，因此得到人们的广泛关注。但是如何通过低能量可见光选择性切断特定的共价化学键仍是个非常大的挑战。

有鉴于此，复旦大学胡可等使用常见的NMB⁺染料作为光催化剂，该光催化剂能够红外光激发，在溶液或者乏氧细胞（hypoxic cell）内选择性的切断非常稳定的偶氮化学键，因此能够用于光驱动递送药物或者功能分子。

主要内容

（1）

机理研究结果显示该光催化反应过程通过一种新型的连续两个光子过程切断偶氮化学键。在第一步光子导致形成三重激发态³NMB⁺*，随后激发态的光催化剂受到电子供体进行还原淬灭，生成NMBH^·+。生成的NMBH^·+通过歧化反应生成NMB⁺以及两电子还原态NMBH，将其命名为LNMB。LNMB能够与偶氮分子之间形成电荷转移复合物，这种电荷转移复合物在红外光区间具有比较强的光吸收带。随后吸收红色光子后，LNMB与偶氮分子之间发生电子转移，因此导致切断偶氮化学键。

（2）

这种电荷转移复合物通过两步光子进行的光催化反应与黄素光酶（flavin-dependent natural photoenzyme）能够通过吸收高能量光子切断化学键的作用方式非常类似。这种红色光催化方法为生物正交方法切断偶氮化学键，将其用于药物分子以及功能分子的传输。

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Zijian Zhao, Jili Li, Wei Yuan, Dajiao Cheng, Suze Ma, Ye-Fei Li, Zhang-Jie Shi, and Ke Hu*, Nature-Inspired Photocatalytic Azo Bond Cleavage with Red Light, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c09837

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c09837