通过Fe3+占据B位点进行掺杂，调控稀土六角相锰酸盐的极化工程与化学键重构，以实现压电催化治疗和铁死亡（Ferroptosis）

《Journal of the American Chemical Society》：Polarization Engineering and Chemical Bond Reconstruction in Rare-Earth Hexagonal Manganite via Fe3+-Occupied B-Site Doping for Piezocatalytic Therapy and Ferroptosis

本研究开发铁掺杂稀土六方锰矿纳米颗粒（YMnO3:Fe NPs），通过极化工程增强压电性能和电子迁移方向性，协同降低能量势垒。超声辐照下，其双重酶促-压电催化效应促进ROS生成及铁死亡，抑制GPX4和ACS4，抑制体内肿瘤生长。

　　

压电催化疗法作为一种非侵入性治疗策略已经崭露头角。然而，其治疗效果受到压电材料中载流子（电子和空穴）分离效率低下的限制。稀土六角相锰酸盐材料由于其优异的压电响应、居里温度以及相对较窄的光学带隙，可能成为高效压电催化疗法的理想候选材料。本文报道了一种用于压电催化疗法的稀土六角相锰酸盐材料——掺铁钇锰酸盐（YMnO₃）纳米颗粒（YMnO₃:Fe NPs）的设计。通过极化工程引入Fe掺杂剂后，YMnO₃:Fe晶格中锰氧化物（MnO₅）三角双锥结构的倾斜角增大，从而增强了晶体不对称性、自发极化现象及压电性能。密度泛函理论计算表明，Mn–O共价键的增强以及Fe–O–Mn键角的畸变协同降低了能量障碍，使得电子能够定向迁移，从而最大限度地减少能量损失。在超声照射下，YMnO₃:Fe NPs表现出双重催化效应（酶促催化与压电催化），能够诱导肿瘤细胞凋亡。这种级联效应通过抑制谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4）和上调酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（acyl–CoA synthetase long-chain family member 4），促进了细胞内活性氧的生成，进而引发细胞凋亡和铁死亡（ferroptosis），从而抑制了体内肿瘤的生长。这些发现凸显了稀土六角相锰酸盐材料在癌症治疗策略发展中的巨大潜力。