奈米碳材料，例如富勒烯C₆₀、碳奈米帶和彎曲奈米石墨烯等，因其獨特的電子和光學性質而在材料科學領域備受矚目。然而，這些材料的選擇性官能化一直是化學家的罩門，主要原因在於奈米碳材料主要由碳原子構成，所有的碳原子在化學環境上都非常相似，導致難以區分和選擇性地修飾。更重要的是，現有的合成方法都極難實現氧原子直接插入芳香環的碳-碳鍵中，這種結構雖然在石墨烯氧化物中廣泛存在，但在分子層級的奈米碳材料中卻很難製備。另一方面，昆蟲為了適應多樣化的環境毒素，演化出了高度發達的異生物質代謝系統（xenobiotic metabolism）。例如，斜紋夜蛾擁有細胞色素P450、羧酸酯酶和麩胱甘肽-S-轉移酶等。這些酵素具有驚人的催化能力，能夠對結構複雜且具化學惰性的化合物進行精確的化學修飾，包括羥化、環氧化和氧原子插入等反應。與傳統的化學催化劑不同，這些生物催化劑在溫和條件下就能實現高度選擇性的反應，甚至能夠區分化學環境極為相似的碳原子位點。

近日，日本名古屋大學的研究團隊，成功開發出一種「昆蟲體內合成」的創新方法，利用斜紋夜蛾的異生物質代謝系統，實現了奈米碳材料的選擇性摻氧反應。研究人員選擇[6]Methylene-bridged cycloparaphenylene作為起始材料，並將其餵食給斜紋夜蛾（每隻吃200 nmol），經過2天的生物轉化後，成功獲得了氧原子插入產物，分離產率達9.9%。透過X射線單晶繞射分析，研究團隊確認氧原子插入發生在五元環對面的苯環碳-碳鍵上，形成了摻氧分子的奈米碳結構。這種結構的轉化不僅將分子對稱性從D_3d改變為C_s，還顯著影響其光學性質，使原本無螢光的起始材料變成具有0.13螢光量子產率、發射波長為510和539奈米的螢光化合物。研究人員進一步透過RNA測序，確認了細胞色素P450的X2和X3變體是催化此反應的關鍵酵素。