作為后起之秀，黑磷（BP）是一種單層或幾層形式的二維材料。由于其非凡的物理性能，這種單元素二維材料已在光電子器件、能源、生物醫(yī)藥領域引起了廣泛關注。下面對近一年來對于黑磷材料在生物醫(yī)學方向的部分重要研究進行歸納總結，供大家交流學習。
AFM綜述：黑磷在生物醫(yī)學和生物傳感方面的研究進展
黑磷（BP）納米材料包括BP納米片、BP量子點和BP納米顆粒。納米BP具有優(yōu)異的表面活性、可調節(jié)的帶隙、高的載流子遷移率、很高的生物相容性和良好的生物降解性等特性，因此納米BP在生物醫(yī)學和生物傳感領域具有很高的應用價值。北京大學郭少軍團隊綜述了近年來納米BP的合成、功能化及其在生物醫(yī)學和生物傳感等領域的研究進展。
作者首先介紹了制備納米BP的各種方法，如機械法、液相超聲剝落法、電化學剝落法等等，并在此基礎上提出了兩種提高納米BP穩(wěn)定性的方法；其次闡述了納米BP的生物成像(熒光成像、熱成像、光聲成像)、疾病治療(光學治療、光/化學/免疫協(xié)同治療)及作為納米載體和納米藥物的應用；隨后介紹了納米BP在生物傳感方面的應用，包括電化學生物傳感、熒光生物傳感和化學發(fā)光生物傳感等等；最后也對納米BP在生物領域的應用前景進行了展望。
Xiaoxiao Ge, Shaojun Guo. et al. Recent Advances on Black Phosphorus for Biomedicine and Biosensing. Advanced Functional Materials. 2019
https://doi.org/10.1002/adfm.201900318
張旭東＆梅林ACS Nano：來源于外科切除的腫瘤的個性化光熱疫苗用于癌癥免疫治療
個性化的腫瘤疫苗可以誘導有效和持久的抗腫瘤反應，因此在癌癥免疫治療中具有巨大的應用潛力和價值。然而，由于腫瘤抗原往往免疫原性低、免疫應答弱，目前對于個性化腫瘤疫苗的開發(fā)還有很多的阻礙亟待解決。手術切除的腫瘤中往往含有針對患者的腫瘤抗原，這也為個性化的腫瘤疫苗提供了很好的來源。中山大學藥學院（深圳）梅林教授課題組和中山大學醫(yī)學院張旭東團隊利用手術切除的腫瘤制備了個性化光熱疫苗，并結合PD-1檢查點阻斷抗體可以有效預防腫瘤復發(fā)和轉移。
實驗制備被手術切除的腫瘤的細胞膜包覆的黑磷量子點納米囊泡(BPQD-CCNVs)，并將其裝入含有GM-CSF和LPS的熱敏水凝膠中。皮下注射Gel-BPQD-CCNVs后發(fā)現(xiàn)它可以持續(xù)釋放GM-CSF來有效募集樹突狀細胞（DCs）去捕獲腫瘤抗原。近紅外光照射和LPS會刺激DCs的活化，使得DCs進入淋巴結并且向CD8+ T細胞表達抗原。此外，通過與PD-1抗體聯(lián)合應用，該疫苗也顯著增強了腫瘤特異性CD8+ T細胞清除手術殘余腫瘤和肺轉移瘤的能力。綜上所述，這一工作為個性化癌癥疫苗的臨床開發(fā)提供了一個非常好的策略。
Ye X Y, Liang X, et al. Surgical Tumor-Derived Personalized Photothermal Vaccine Formulation for Cancer Immunotherapy. ACS Nano, 2019.
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b07371
Nature Commun.：內嵌黑磷分子的細胞外囊泡用于分子識別指導的生物礦化
細胞外囊泡（EVs）會參與對細胞生理活動的調控和細胞外環(huán)境的重建等過程。基質囊泡(MVs)是骨相關功能細胞釋放的一種EV，會參與細胞礦化調控。武漢大學王杰博士、袁荃教授和張玉峰教授合作報告了一種嵌入黑磷(BP)并利用細胞特異性適配體進行功能化的仿生MVs(Apt-bioinspired MVs)用于進行生物礦化。
該適配體可引導MVs直接作用于靶細胞，而BP可以通過增加無機磷酸鹽的濃度來促進細胞的生物礦化。同時，Apt-bioinspired MVs所具有的光熱效應也可以通過刺激熱休克蛋白和堿性磷酸酶的上調表達來促進生物礦化的過程。實驗結果表明，Apt-bioinspired MVs具有十分優(yōu)異的骨再生性能。這一工作也為設計用于研究生物過程的機理和醫(yī)學工程的仿生材料提供了一種新的方法。
Yingqian Wang, Jie Wang, Yufeng Zhang, Quan Yuan. et al. Bioinspired extracellular vesicles embedded with black phosphorus for molecular recognition-guided biomineralization. Nature Communications. 2019
https://doi.org/10.1038/s41467-019-10761-5
Nano Lett.：基于黑磷的多模態(tài)納米材料用于靶向聯(lián)合治療癌癥轉移
開發(fā)精確靶向的多功能納米藥物以實現(xiàn)有效的乳腺癌腫瘤治療（尤其是轉移性腫瘤）仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。中科院環(huán)境生態(tài)研究中心劉思金團隊和中科院深圳先進技術研究院喻學鋒團隊合作，成功地設計并合成了一種多功能的基于黑磷(BP)的納米材料BP/DTX@ PLGA以解決這一難題。
實驗將BP量子點(BPQDs)負載到PLGA中，并與化療藥物多西紫杉醇(DTX)進行偶聯(lián)。體內分布結果表明，BP/DTX@PLGA對原發(fā)性腫瘤和肺轉移瘤均有很好的靶向性。此外，BP/DTX@PLGA也具有出色的化學-光熱聯(lián)合治療性能，其在近紅外光照射下可以有效的治療腫瘤。而光熱效應也會加速DTX從納米復合物中的釋放，協(xié)同地導致程序性細胞死亡，從而消除肺轉移瘤。體內外實驗結果均證實BP/DTX@PLGA具有良好的生物相容性。因此，這一研究為抑制腫瘤及其轉移提供了一種很有前途的BP基多模態(tài)納米藥物。
Shunhao Wang, Xue-Feng Yu, Sijin Liu. et al. Black Phosphorus-Based Multimodal Nanoagent: Showing Targeted Combinatory Therapeutics against Cancer Metastasis. Nano Letters. 2019
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02127
AFM：NIR/ROS響應性BPQVs作為特異性腫瘤光動力治療的免疫佐劑載體
二維黑磷（BP）納米片和BP量子點作為BP的兩種主要材料類型，在生物醫(yī)學領域有著廣泛的應用。然而，很少有研究報道響應刺激的BP納米載體能夠滿足納米醫(yī)學的需要。在此，福州大學楊黃浩教授和宋繼彬教授研究團隊通過聚乙二醇和活性氧敏感的聚丙硫醚（PPS）接枝兩親性BPQD自組裝制備了近紅外/活性氧（NIR/ROS）敏感的BPQD囊泡（BPNVs）。
BPNVs在近紅外區(qū)表現(xiàn)出增強的光吸收，并且BPNVs腔內表現(xiàn)出較高的免疫佐劑CPG寡核苷酸（CPG ODNs）負載效率。同時，BPNVs能產生高濃度的ROS，觸發(fā)疏水性PPS轉變?yōu)橛H水聚合物，導致囊泡分解為BPNDs。由于同時釋放能深度穿透腫瘤的BPQDs以及能增強免疫療法的CpG，BPNV可表現(xiàn)出協(xié)同光動力治療與免疫治療相結合的療效。實驗結果表明，BPNVs-CpG除了能阻斷遠處腫瘤的生長和轉移，還能在體內實現(xiàn)有效的光動力免疫治療。
Zhi Li, Jibin Song, Huanghao Yang, et al. NIR/ROS‐Responsive Black Phosphorus QD Vesicles as Immunoadjuvant Carrier for Specific Cancer Photodynamic Immunotherapy. Adv. Funct. Mater., 2019.
https://doi.org/10.1002/adfm.201905758
AM:低毒速效黑磷輔助抑郁療法
南昌大學王小磊教授聯(lián)合Zhang Wenhua課題組合成了基于黑磷（BP）納米片包含治療藥物（氟西汀，F(xiàn)lu）的藥物輸送系統(tǒng)。根據(jù)隨后的行為，生化和電生理分析，用近紅外光（808 nm）照射后，BP-Flu可以顯著減少抑郁癥的治療時間。 同時，F(xiàn)lu的內在生物毒性也得到緩解。
Jin, L., Hu, P., Wang, Y., Wu, L., et al. Fast‐Acting Black‐Phosphorus‐Assisted Depression Therapy with Low Toxicity. Adv. Mater. 2019, 1906050.
https://doi.org/10.1002/adma.201906050
