一氧化氮是一種氣態的訊息傳遞分子，在人體中調節著各式各樣的生理功能，因此，將一氧化氮轉譯發展並應用於新穎生物醫藥及疾病治療方法的開發，是相當引人入勝的。然而，一氧化氮的轉譯應用，除了受限於一氧化氮不穩定的特性以外，精準的遞送正確劑量的一氧化氮至確切的病灶處，是目前有待解決的難題！

本研究團隊致力於透過生物無機工程的策略，仿效生物體中既有的雙亞硝基鐵單元體(Dinitrosyl Iron Unit)，開發了可穩定遞送一氧化氮的雙亞硝基鐵錯合物(Dinitrosyl Iron Complex, DNIC)。在此研究工作中，利用DNIC與蛋白質中半胱胺酸的親和力，在以口服的方式給予小鼠DNIC後，發現DNIC可與腸胃道中的黏膜蛋白及血液循環系統中的血清蛋白鍵結，避免與胃酸的作用或被紅血球的攝取，增加了DNIC在腸胃道及血液循環系統中的穩定性，並提升了一氧化氮的口服生物可利用率。除此之外，藉助DNIC所釋放的一氧化氮，打開了腸道及血腦障壁，成功將口服的DNIC遞送至小鼠的大腦中。進一步，DNIC於大腦中緩慢釋放的一氧化氮，可達到抗神經發炎及促進神經新生的功效，並且在輕微認知能力障礙的小鼠疾病模型中，證實DNIC可作用一種口服生物醫藥的治療效果。此研究工作特別感謝同步輻射中心的包志文博士及詹丁山博士、北科大的許益瑞教授、中原大學的金亭佑教授、清華大學的陳韻晶教授、林口長庚的陳宏吉醫師及所有夥伴們的共同努力!!

一般而言，科學家多在液相或氣相環境中進行化學反應的操作，因為此種操作方法較為簡便，且能在勻相中進行均勻的化學反應以達到較高的反應效率。然而，此類傳統反應模式均需仰賴對最終產物所進行的純化步驟，藉此以分離未完全反應之起始物，同時也需避免在這些操作過程中所可能流失之所得產物。在這項研究報導中( JACS Au 2021, 1, 1435-1444)，我們團隊提供了一種在擬固態環境中操控分子行為之新穎化學反應系統。藉由此方法，可以有效地提升分子間之有效碰撞，並促使分子進行具有方向性的遷移，進而達到對化學反應進程的空間控制。這項於擬固態環境中所進行之限制空間化學反應操控，除能達到多成分化學反應之效率提升，亦可在反應完成後透過其伴隨而成的分子移動控制同步達到產物的純化。這項技術中的區域性成分均勻混和、有效分子碰撞的提升，以及反應物質同步純化的特性，成功地以簡便之方式解決了傳統化學操作上所常遇到的瓶頸。我們預期這項技術的成功開發將為精細化學的操作模式提供一條嶄新的道路，也將顛覆傳統大眾所認知的最適宜化學操作環境選擇思維。