长期以来，研究者一直致力于开发在远红外/近红外区有吸收的发色团以作为光催化剂生成单线态氧用于光动力治疗。然而，单线态氧造成的细胞毒性和副反应也给在生物环境中利用长波长光催化启动其他类型的化学反应造成了困难。北卡罗来纳大学教堂山分校李子博教授、特拉华大学Xinqiao Jia和Joseph M. Fox将硅-罗丹明化合物(SiRs)作为为光催化剂，其在有反式环辛烯亲二烯存在的情况下可在660 nm光作用下通过将四嗪氧化为二氢四嗪来诱导实现快速的生物正交化学反应。

本文要点：

（1）SiR常被用作生物成像的荧光团，但尚未被用于催化化学反应。该研究对一系列SiR衍生物进行了评价，发现Janelia Fluor-SiR染料在催化光氧化方面特别有效(一般为3%)。二氢四嗪/四嗪对在两种氧化态下都具有很高的稳定性。研究发现，在660 nm光和二氢四嗪的作用下，反式环辛烯能够定量地偶联到蛋白质上，实现对蛋白的位点选择性修饰。相比之下，亚甲基蓝催化剂则会快速地降解蛋白质。

（2）实验利用SiR-red光催化由二氢四嗪和反式环辛烯功能化的透明质酸衍生物发生交联，并将其用于对人前列腺癌细胞进行3D培养。与此同时，实验也可以通过皮下注射cy7标记的水凝胶前体溶液在活小鼠中进行光诱导的水凝胶形成，在短暂照射后即可产生稳定的水凝胶。综上所述，这种利用红光光催化活化生物正交化学的方法有望在生物环境中实现时空控制的化学反应方面实现广泛的应用。

Chuanqi Wang. et al. Enabling In Vivo Photocatalytic Activation of Rapid Bioorthogonal Chemistry by Repurposing Silicon-Rhodamine Fluorophores as Cytocompatible Far-Red Photocatalysts. Journal of the American Chemical Society. 2021.

DOI: 10.1021/jacs.1c05547

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05547