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****-**-**近日,江北新区南京生物医药谷园区南京大学人工智能生物医药技术研究院(南大碳硅研究院)与多家合作单位,在国际顶尖期刊Nature子刊上发表重要研究成果。王忠长/顾志国:具有mcm拓扑的开罗五边形镶嵌COFs用于近红外光治疗。该研究以“Cairo pentagon tessellated covalent organic frameworks with mcm topology for nearinfrared phototherapy”为题,在线发表于《Nature Communications》上。南京大学人工智能生物医药技术研究院作为该论文共同通讯单位之一。该工作得到江南大学顾志国教授、南京大学生命科学学院朱海亮教授和青海民族大学吴疆教授支持和帮助。
共价有机框架(COFs)是一类极具吸引力的多孔晶态聚合物,通过网状化学理论实现扩展网络的精确生成。到目前为止,大多数报道的COFs都是基于六边形、四边形和三角形孔的二维结构,因此局限于几种高对称性的拓扑结构。尽管研究人员已经做出了巨大的努力来增加二维COFs的结构多样性,但COFs最终的孔结构和拓扑仍然局限于上述类型,最根本的原因在于缺乏其他多边形孔作为镶嵌模型来表达新的二维拓扑结构。
作者通过几何学的精确分析以及构筑单体的精准度量,合理设计并合成了具有mcm拓扑的开罗五边形镶嵌结构的二维共价有机框架。这些独特的mcm-COFs因其近红外吸收能力强、带隙窄以及载流子传输快速并展示出高效的单线态氧生成和光热转换能力,从而实现近红外光热联合光动力治疗引导癌细胞凋亡与铁死亡。本研究不仅扩展了2D COFs的孔道类型,为COFs的拓扑多样性提供了新的策略,而且有助于多模式协同的近红外光治疗领域的进一发展。