近期，我校理学院化学系李明德教授课题组围绕超快激光光谱和激发态活性中间体探测开展了系统的研究，在苯基氧正离子电子结构及化学反应活性和光活化化学治疗研究领域取得了一些重要进展和多项创新性成果，先后在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.,影响因子=14.4）刊发2篇研究论文。
论文一：一种无氧气参与的单光子蓝光或双光子近红外光光控释放OH自由基过程研究并应用于皮肤癌细胞治疗探索
光动力学治疗是治疗癌症的一种非常重要方法，光动力学治疗中活性氧的产生是最重要的环节，多数光动力学治疗都是利用光敏剂作为催化剂，经光照后光敏剂的三重态与氧气发生发生反应，产生活性氧中间体（ROS），通过ROS杀死癌细胞。其中，OH自由基是ROS中最活泼的一种中间体，产生OH自由基的方法包括高能电子脉冲辐射、芬顿（Fenton Reaction）反应、紫外光光解和高压放电等方法。目前产生OH自由基的现有技术都有很大的缺点，为了克服这些缺点，本项目设计了一种释放OH自由基新的方法，即利用较低能量（蓝光或近红外光）的光激发光笼子（Photocage）分子，使分子发生C-O键断裂释放OH自由基，实现了用蓝光或近红外光可控地释放OH自由基的目标，适合光活化化学治疗。基本原理如图1所示。与现有释放OH自由基的技术相比，利用蓝光或近红外光照射Photocage分子释放OH自由基方法有如下几个的优点:（1）激发光能量低；（2）光可控地释放OH自由基；（3）OH自由基利用效率高；（4）可在无氧条件参与条件下产生OH自由基。
传统的光动力学治疗都需要氧气的参与，在低氧环境或无氧条件下就不能产生ROS，因而无法进行治疗。而利用光照Photocage分子释放OH自由基无需氧气的参与，通过光照激发Photocage分子释放OH自由基，能在低氧或无氧条件下工作，因此本项目报道的通过蓝光或近红外光可控释放OH自由基的方法非常适合于组织和活体动力学治疗，对于相关领域的研究具有重要的学术意义和应用价值。这一研究工作于2018年9月以汕头大学为第一通讯作者单位发表在《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc. 2018, ASAP, DOI: 10.1021/jacs.8b07498），汕头大学化学系的许良博士和黄冠衡（研究生）参与了本项目双光子吸收的测量实验，本项目的合作单位包括深圳第三人民医院黄乃淇研究员，香港大学的David Lee Phillips教授和杨丹教授和北京师范大学的陈雪波教授。
论文二：开壳层单重态苯基氧正离子-超强的亲电试剂
氧作为元素周期表里电负性最强的元素之一，通常都是得到一个电子以负离子形式存在。如果在氧上带一个正电荷，则会使R-O+成为一个高能活性反应中间体，我们称R-O+为氧鎓离子或氧正离子。氧正离子由于是高能活性中间体，寿命非常短，探索研究其电子结构和化学反应活性特征就变的非常困难。
在香港大学工作期间，李明德教授与Iowa State University的Arthur Winter教授和香港大学的David Lee Phillips教授合作利用新的策略合成了光照前驱体，利用先进的超快光谱（飞秒瞬态吸收光谱和时间分辨共振拉曼光谱）首次成功调控并表征了不同电子结构的苯基氧正离子（图2），填补了苯基氧正离子研究的空白，研究成果连续两次发表《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 12364和J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 10391）。
入职汕头大学后，李明德教授与Phillips教授和Winter教授合作，通过以吡啶盐作为离去基团代替铵盐离去基团，首次运用飞秒瞬态吸收光谱和时间分辨共振拉曼光谱证明观察到的苯基氧正离子是开壳层双自由基特征的单重态苯基氧正离子（图3）。实验证明，开壳层的双自由基特征的单重态苯基氧正离子寿命很短，但化学反应活性非常高，是一种超强的亲电中间体，甚至可以与惰性乙腈溶剂在苯环的邻位和对位发生里特加成反应。本项研究使我们对苯基氧正离子的电子结构和化学反应活性的认识上取得了重大突破。这一重要成果于2017年9月发表在《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 15054）。
自从加入汕头大学以来，李明德课题组已经发表了高水平研究论文10多篇，所有项目研究都得到了国家自然科学基金委员会（NSFC）、高水平大学重点学科建设高校重点建设学科“化学”项目和汕头大学启动科研经费等基金的资助。
相关论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Fjacs.7b07512
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10235
