DANO是一种线粒体靶向性的非荧光?NO供体，在GSH和光的协同作用下可转化为具有荧光性质的光敏分子，激活双型（即I型和II型）光动力反应，同时释放?NO分子（图1）。电子顺磁共振技术（EPR）检测结果表明，光动力反应中产生具有还原活性的氢自由基（即氢原子，H?），而且H?的捕捉显著抑制超氧阴离子自由基（O2??）的产生，这些数据为光动力反应中O2??的起源问题给予了一种合理解释，即H?与基态氧分子的快速反应极可能是O2??产生的主要途径之一。此外，在I型反应中通过级联过程产生的过氧亚硝酸（HONOO）具有强烈的氧化性，有利于增强乏氧条件下的光动力治疗效果。
图1.DANO分子结构、激活及级联反应示意图。
得益于较大的双光子吸收截面（δ2PA=166 ± 22GM@800 nm），DANO还可应用于近红外双光子激发的光动力治疗（图2）。
图2.（a-b）双光子激发毛细管中的样品。（c）双光子激发及共聚焦荧光成像。（d）双光子激发DANO后的细胞双染荧光成像。
值得指出的是，H?一般需要特殊的苛刻方法（如离子辐射、强紫外光辐射、超声等）才能被观察到，导致其与生物体系相互作用的研究一直受到很大限制。H?对光动力反应的参与说明在活性氧（ROS）和活性氮（RNS）等物种之外，H?作为最小尺寸的外源性自由基和活性氢（RHS）物种具有重要的生物医学研究意义。该研究在温和条件（低强度可见光）下原位诱导产生H?，为深入理解H?在生理环境中的化学和生物学行为提供了新工具。
该成果以“Cascade Reactions by Nitric Oxide and Hydrogen Radical for Anti-Hypoxia Photodynamic Therapy Using an Activatable Photosensitizer”为题在线发表于美国化学会志（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 868?878）。论文的第一作者为南京大学化学化工学院助理研究员孙剑博士。冯福德教授、王树研究员为论文共同通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
