化学动力学治疗（CDT）作为一种新兴的癌症治疗手段，主要利用内源化学反应产生活性氧物种（ROS）来杀死肿瘤细胞。相对于传统癌症治疗方法，CDT具有副作用低、肿瘤选择性高等优点。铜基纳米材料因其在更温和的pH环境下以较快的类芬顿速率介导CDT过程，以及在一些研究中展现出类过氧化氢酶（POD-like）活性，因而受到广泛关注。尽管如此，铜基纳米材料介导的CDT仍然受到如有限的催化速率和内源H2O2含量以及过表达的谷胱甘肽（GSH）对ROS的清除作用等挑战。近期的研究表明，调节金属价态是一种增强CDT治疗效果的有效策略。然而，对于铜基CDT试剂而言，目前大多数研究仍然主要集中在一价和二价铜及其相互转化上，对零价铜在CDT中的作用仍然有待深入探索。

基于以上研究背景和CDT面临的关键挑战，本研究探索了铜价态调节对CDT效果的影响，通过调控铜基纳米颗粒的价态，合成了零价铜基纳米颗粒（CuPd）和二价铜基纳米颗粒（Ox-CuPd）。证明了相比于Ox-CuPd，CuPd NPs不仅展现出持续的ROS生成能力（超过8小时），而且表现出更强的谷胱甘肽耗竭能力，因此显著增强了CDT过程并诱导肿瘤细胞铁死亡，最终实现了高效的肿瘤生长抑制，从而为CDT试剂的优化设计提供了新的见解。

图1.CuPd和Ox-CuPd材料的合成及表征。通过非晶成核并利用钯元素替代形成了较为稳定的零价CuPd纳米粒子，并通过焙烧得到二价的Ox-CuPd纳米粒子。

图2.CuPd和Ox-CuPd材料的性能表征。CuPd具有更强的·OH生成能力。并且通过TMB实验检测了两种材料的POD-like活性，发现CuPd具有POD-like活性而Ox-CuPd没有。此外还检测了铜离子释放，结果表明CuPd可以通过释放类芬顿速率更快的Cu⁺。进一步探究CuPd的POD-like活性机理表明，CuPd不仅可以释放Cu⁺，还可以通过自身的Cu0物种介导POD-like过程，实现双重机制增效的CDT催化过程。

图3.CuPd和Ox-CuPd材料的细胞实验及长时CDT评估。CuPd相较Ox-CuPd表现出更强的细胞毒性，并且实现了长时间CDT过程。

丁彬彬，中国科学院长春应用化学研究所副研究员，全国博士后创新人才支持计划和中国科学院院长特别奖获得者。2015年本科毕业于合肥工业大学，2020年博士毕业于中国科学院长春应用化学研究所，后留所工作至今，并于2022年1月晋升为副研究员。目前已发表论文60余篇，其中以第一/共一/通讯作者在Adv. Mater.（2篇）、Angew. Chem. Int. Ed.（5篇）、Coord. Chem. Rev.（2篇）、Adv. Funct. Mater.、Nano Lett.（2篇）等杂志上发表论文30余篇（IF≥10的23篇）。授权中国发明专利6项，荣获吉林省自然科学奖一等奖（3/5）。担任中国稀土学会发光专业委员会委员，以及Interdiscip. Med.、Asian. J. Pharm. Sci.、VIEW、Nano Materials Science等期刊青年编委。

马平安，中国科学院长春应用化学研究所研究员，博士生导师，国家优秀青年基金获得者（2019），吉林省中青年科技创新团队负责人。2010年毕业于东北师范大学，获博士学位。主要研究方向为无机纳米材料及生物医学应用。在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、Mater. Today、Adv. Sci.、Biomaterials等国际学术期刊上发表SCI论文150余篇，被他人正面引用11000余次，H-index为59。获得吉林省自然科学一等奖（2022，排名第1）等科研奖励6项；主持国家自然科学基金、国家重点研发计课题等科研项目10余项。担任中国稀土学会发光专业委员会秘书长、稀土晶体专业委员会委员、稀土生物医学专业委员会委员、中国核学会分会理事，以及“Chinese Chemical Letters”、“Nano Research”、“中国稀土学报”、“分析化学”、“应用化学”等期刊编委/青年编委。

林君，中国科学院长春应用化学研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，英国皇家化学会会士，科技部重点领域创新团队负责人，中国稀土学会理事，中国稀土学会发光专业委员会主任，Scientific Reports、中国稀土学报（中英文版）和发光学报编委。2002年获得国家杰出青年科学基金；2004年获得国务院政府特殊津贴；2007年入选“新世纪百千万人才工程国家级人选”；2017年入选万人计划“科技创新领军人才”。课题组自2000年以来一直从事纳-微米结构发光材料的控制合成、形态结构和性能调控及其在显示照明及生物医学领域的应用基础研究。在各种稀土发光材料的形貌控制技术、发光薄膜及其图案化技术、特色FED发光材料、多功能稀土上转换发光材料在生物成像和药物控制传递与释放等方面做出了具有原始创新和国际影响的研究工作。曾经/正在承担科技部973项目子课题、国家自然科学基金杰出青年基金项目、重点项目以及若干面上项目和国际合作项目。2009年和2014年分别获吉林省科技进步一等奖和吉林省自然科学一等奖。2014-至今连续入选“汤森路透全球材料领域高被引科学家”名录。至今已在国内外核心期刊如Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Mater. Today、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Nano Lett.等上面发表学术论文900余篇，截止目前这些论文共被他人引用7万余次（H指数142）；获授权中国发明专利12项。应邀参加和参与组织国内外重要学术会议并做邀请报告100余次；获得2020年度中科院优秀导师奖，培养博士硕士研究生80余人（其中2人获得中国科学院院长特别奖，5人获得中国科学院院长优秀奖）。

Li X, Ding B, Li J, et al. Valence-tailored copper-based nanoparticles for enhanced chemodynamic therapy through prolonged ROS generation and potentiated GSH depletion. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.1007/s12274-024-6552-2.