生物正交反应被广泛应用于生物标记、成像、药物输送等领域，极大地推动了化学生物学领域的发展。2022年诺贝尔化学奖也授予了美国化学家卡罗琳·贝尔托西（Carolyn R. Bertozzi）、丹麦化学家摩顿·梅尔达尔（Morten Meldal）和美国化学家卡尔·巴里·夏普莱斯（K. Barry Sharpless）等三位化学家，以表彰他们在“点击化学和生物正交化学”领域做出的卓越贡献。利用生物正交反应实现肿瘤部位原位药物释放、诱导肿瘤细胞死亡，对于提高肿瘤治疗的可控性和安全性具有重要意义。

亚硝酸根离子（NO₂⁻）是生物信号分子一氧化氮（^·NO）的重要来源之一，相对于^·NO等其他活性氮物种，具有稳定性高、反应性低等特点，但是因缺乏适合于生理环境的有机供体等原因而极少用于肿瘤治疗。近日，中国科学院化学研究所王树研究员和南京大学冯福德教授合作，以5-硝基-苯并噻二唑衍生物为反应底物，开发了由二硫醇分子激活NO₂⁻释放的“click to release”反应模式，并阐述了S_NAr取代以及分子内环化等反应机理。该反应具有转化率高、副反应少、NO₂⁻释放可视化等优点，为NO₂⁻有机供体分子的结构设计提供了新思路。

这种二硫醇分子激活的生物正交反应可被用于细胞内辣椒碱药物（nonivamide）和NO₂⁻的协同点击释放。将nonivamide（TRPV1受体的拮抗剂）和苯丙基氯（靶向内质网）连接至5-硝基苯并噻二唑母核，形成前药分子ER-Non。在修饰了β-半乳糖基团（靶向肝癌细胞）的外源性分子（Gal-SS）作用下，ER-Non被激活并释放NO₂⁻和nonivamide。同时，伴随亚硝基的脱除，ER-Non被转化为具有红色荧光发射性质的光敏分子。

作者在细胞测试研究中发现，NO₂⁻和nonivamide的协同作用能够诱导胞内钙离子水平以及过氧亚硝酸根离子（ONOO⁻）水平的升高，导致内质网应激和线粒体功能障碍。此外，利用产物分子的I型和II型光敏化能力，通过引入光照，可进一步促进超氧阴离子（O₂^·−）、单线态氧（¹O₂）、ONOO⁻等活性物种的产生。该新型生物正交反应为NO₂⁻的可控递送和肿瘤精准治疗提供了一种简便、有效的化学工具。