近日，我院李彦光教授课题组在非贵金属析氢催化剂方面的研究被Nature Communications杂志以“Ultrasmall and phase-pure W2C nanoparticles forefficient electrocatalytic and photoelectrochemical hydrogen evolution”为题发表（成果一）。刘庄教授、彭睿教授课题组合作，首次提出了一种癌症免疫疗法的新概念，该研究被Nature Communications杂志以“Photothermal therapy with immune-adjuvant nanoparticles together with checkpoint blockade for effective cancer immunotherapy”为题发表（成果二）。
成果一：
近几年来，随着化石燃料资源的日益枯竭，氢气作为一种高效、清洁的可再生能源载体重新受到重视。电解水制氢是大规模、廉价制氢的重要手段之一。为了达到这一目的，研发高效、稳定、低成本的电催化剂具有重要意义。目前最有效的析氢催化剂是铂族贵金属材料，但他们较高的成本和极低的自然丰度极大地阻碍这些材料的大规模工业应用。因此，发展非贵金属析氢催化剂就迫在眉睫。过渡金属碳化物材料由于具有良好的光学、电学、机械与化学性质而受到广泛关注。其中碳化钨尤以其与铂相似的电子构型，很早就开始在催化领域中得以应用。特别是近几年，碳化一钨（WC）在电催化析氢中大放异彩；相比之下，碳化钨系列家族的另一个材料——碳化二钨（W2C）却鲜被人问津。李彦光教授课题组通过理论计算发现 W2C其实是比WC更加理想的电催化析氢材料。但是，单一的W2C相很难在低于1250oC下得到；且传统的高温制备方法得到的碳化钨颗粒往往团聚。针对这些问题，课题组提出了在高温低压的条件下，以固体碳源替代传统的气体碳源，而从有效控制了钨碳化过程中的碳扩散速度，制备得到了相纯、均匀、超小的W2C纳米颗粒。电催化测试表明W2C具有优异的电催化析氢性能，超过目前几乎所有的WC和Mo2C材料。此外，通过与p-型硅纳米阵列光电阴极的整合，课题组也实现了高效的光电催化制氢性能。李彦光教授课题组的研究工作揭示了W2C这种传统上不为大家所重视的材料在催化中巨大潜力。
成果二：
在癌症治疗的过程中，开发新型的肿瘤治疗策略实现不仅可以消除原发肿瘤，还能抑制癌细胞转移并且防止肿瘤复发，是科研工作者一直以来的梦想。在此，刘庄教授与彭睿教授课题组合作，首次提出了一种癌症免疫疗法的新概念，即利用纳米粒子的光热效应消除原位肿瘤并生成“肿瘤疫苗”。具体来说，他们首先利用三种FDA批准的分子：吲哚花青绿（ICG，光热剂），咪喹莫特（R837，Toll样受体7刺激剂），和聚（乳酸-乙醇酸）（PLGA）合成了PLGA-ICG-R837的纳米颗粒。这种PLGA-ICG-R837颗粒注射到肿瘤部位，在近红外光的照射下不仅能有效地消除原发性肿瘤，同时释放出的多种肿瘤相关抗原并与R837一起发挥类癌症相关“疫苗”的作用。再加以免疫检验点抑制剂CLTA4抗体（以阻断免疫抑制性Treg细胞的作用），该“疫苗”的抗肿瘤效果则会被进一步增强。在与免疫检验点抑制剂anti-CTLA4的联合使用下，这种在体产生的癌症相关“疫苗”诱导的免疫应答能够有效地抑制肿瘤细胞的转移，并在多种肿瘤模型上取得了很好的治疗效果。更令人兴奋的是，在实验中，利用PLGA-ICG-R837光热效应消除第一个肿瘤40天后接种第二个肿瘤，同时给小鼠静脉注射抗anti-CTLA4抗体。我们发现，利用PLGA-ICG-R837光热效应消除第一个肿瘤和anti-CTLA4的联合使用，小鼠的第二个肿瘤有明显的抑制。因此利用光热效应消除原发肿瘤产生癌症“疫苗”在小鼠上能产生强烈免疫记忆效应。光热消除原发性肿瘤产生的癌细胞相关抗原和R837的纳米可以作为癌症相关“疫苗”，在与anti-CTLA4的联合使用下很有可能可以有效地消融多种原发性肿瘤，抑制肿瘤转移，并触发强免疫记忆效应，防止肿瘤的复发。
责任编辑：向丹婷