压电催化疗法可在机械力作用下产生活性氧(ROS)，具有高组织穿透深度和对O₂依赖性小等优势，在癌症治疗领域中受到了研究者的广泛关注。然而，压电响应性差、电子-空穴对分离度低以及肿瘤微环境(TME)的复杂性等问题都会极大地影响压电催化治疗的效果。有鉴于此，哈尔滨工程大学杨飘萍教授、盖世丽教授和中国科学院长春应化所林君研究员通过掺杂工程的方法构建了具有增强压电效应的可生物降解型多孔Mn掺杂的ZnO纳米团簇。

本文要点：

（1）Mn掺杂不仅会引起晶格畸变以增加极化，而且能够产生丰富的氧空位(O_V)以抑制电子-空穴对的复合，从而能够在超声(US)照射下高效地生成活性氧。此外，Mn掺杂的ZnO也具有响应TME的多种模拟酶活性，可产生·OH和·O₂^-并通过Mn(II/III)的混合价态以有效地消耗谷胱甘肽(GSH)，进一步加剧肿瘤细胞的氧化应激。

（2）密度泛函理论计算表明，O_V的存在能够增强Mn-ZnO的极化和酶活性，从而提高Mn-ZnO的压电催化性能。受益于US触发的ROS生成和GSH消耗能力的增强，Mn-ZnO可以显著加速脂质过氧化物的积累，并使谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)失活，从而诱导铁死亡。综上所述，该研究能够为探索新型压电声敏剂以用于肿瘤治疗提供新的理论指导。

Boshi Tian. et al. Doping Engineering to Modulate Lattice and Electronic Structure for Enhanced Piezocatalytic Therapy and Ferroptosis. Advanced Materials. 2023

DOI: 10.1002/adma.202304262

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304262