酶促反应要比相应的非催化反应快103-107倍，由于其显著的立体选择性、区域选择性和化学选择性，在医疗、能源和环境等方面都有非常广泛的应用前景。生物体内众多的活性酶在反应时往往需要辅酶的参与，如还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸(NADH)。辅酶在酶促反应中其化学组分也会发生相应变化。由于辅酶在自然界中再生过程繁复，因此寻求辅酶再生的人工替代途径的研究掀起了学术界研究热潮。另一方面，在自然界光合作用的启发下，采用光催化方法将太阳能高效转化为化学能，促进辅酶的原位再生，实现光生物催化循环，对于酶促反应的推广具有重要的意义，也是实现“双碳”目标的重要方法之一。
太阳辐照总能量巨大，是一种新型的可再生能源，其中700 nm以上的近红外光占太阳辐照总能量的一半以上，具有非破坏性、快速、精确、可重复性好等优点，可以同时分析多个成分，适用于在线分析。更值得一提的是其具有穿透生物组织的优势。然而，光催化体系的应用会产生活性氧物质，从而阻碍生物材料与酶的兼容性，加速生物材料的降解。因此，开发能够有效减轻生物材料失活和降解的新型光催化材料对于促进精准光生物催化至关重要。
图1. S-hPorIPN-P HCMPs的合成路线。
图2. S-hPrTZ-P或S-hPrTZ与酶(a)葡萄糖1-脱氢酶和(b)甘油脱氢酶结合，在黑暗中交替添加试剂（葡萄糖和甘油）和近红外光(λmax = 740 nm, 3.0 mW cm-2)，回收NAD+和NADH。
图3. S-hPrTZ-P与葡萄糖1-脱氢酶结合，在黑暗中交替添加葡萄糖和近红外光(λmax = 740 nm, 3.0 mW cm-2)，回收NAD+和NADH；(b)通过不同厚度的屏障(包括两张纸(0.2 mm)和鸡皮(2.0 mm))比较NADH浓度。
相关研究成果发表于Advanced Functional Materials 2024, 2400512。武汉大学化学与分子科学学院2022级硕士研究生向千与2021级硕士研究生黄元为论文共同第一作者，蔡韬副研究员和李雪副教授为论文通讯作者。
论文信息：Utilizing Hairy Hollow Conjugated Microporous Polymers and Native Enzymes for Precise Aerobic Photocatalysis Under Near-Infrared Wavelengths
https://doi.org/10.1002/adfm.202400512
