金属芳香族寡聚体：高效光催化激活在光疗中的应用

研究人员针对缺氧肿瘤治疗中光催化效率不足的问题，设计了一系列碳龙锇寡聚体（Os1-Os4）及对应聚合物。研究发现Os4在π共轭长度达到4时表现出最优光催化活性，可氧化NADH为NAD+，并通过破坏嘌呤代谢显著增强缺氧条件下的光细胞毒性，为金属寡聚体在光动力治疗中的应用提供了新思路。

　　

在肿瘤治疗领域，缺氧微环境严重限制传统光动力疗法的效果，亟需开发新型光敏剂。单分散寡聚体作为介于小分子和聚合物之间的特殊结构，兼具分子反应活性和聚合物聚集特性，但其在生物医学中的应用尚未充分探索。中国科学技术大学的研究团队创新性地设计了一系列碳龙锇寡聚体（carbolong osmium oligomers, Os1-Os4），系统评估了其光催化性能与生物效应。

研究采用紫外-可见光谱测定摩尔吸光系数，电子顺磁共振检测活性氧(ROS)生成效率，高效液相色谱监测NADH/NAD⁺转化率，并结合细胞实验和代谢组学分析（使用HCT116结肠癌细胞系）。结果显示：π共轭长度与光催化活性呈正相关，Os4在聚合度为4时达到峰值，其摩尔吸光系数较Os1提升3.2倍，单线态氧(¹O₂)产率提高5.8倍。

光催化机制解析
Os4能高效催化NADH氧化为NAD⁺，转化率达78%（光照10分钟），这种电子转移能力使其在缺氧条件下仍保持活性。

细胞毒性研究
在1% O₂的缺氧环境中，Os4的光毒性指数（PI=7.3）显著高于对照药物（PI=2.1），激光共聚焦显微镜显示其优先定位于线粒体。

代谢调控作用
代谢组学揭示Os4通过抑制嘌呤代谢关键酶（如XOD）干扰能量供应，导致ATP水平下降42%，同时激活AMPK通路诱导细胞凋亡。

该研究发表于《Journal of Medicinal Chemistry》，首次证实金属寡聚体的结构-活性关系在光动力治疗中的指导价值。Os4通过双重机制——直接ROS杀伤和代谢重编程——克服了肿瘤缺氧抵抗，为开发新一代π共轭金属光敏剂提供了理论框架。这种"结构可控催化"策略可拓展至其他过渡金属体系，在精准医疗领域具有广阔前景。