1. Biomaterials：可生物降解的兩性離子聚合物膜包覆納米粒子用于腫瘤光熱治療
長時間的血液循環是藥物遞送系統實現良好腫瘤治療效果的一個基本要求。然而，目前常用的納米顆粒的體內藥代動力學性能往往并不能令人滿意，這也導致納米顆粒的臨床應用還十分有限。受天然細胞膜包覆策略的啟發，同濟大學沈順博士、復旦大學龐志清博士和楊武利教授合作開發了一系列兩性離子聚合物膜，并將其包覆在不同種類的納米粒子上。
研究發現，該兩性離子聚合物膜具有很強的蛋白吸附抗性，可以大大降低材料被巨噬細胞攝取的可能，從而延長其血液循環的時間，進而使包覆的納米顆粒在腫瘤的積累增加。實驗以具有光熱效應的Fe3O4納米粒子作為模型，證明了其在被兩性離子聚合物膜包覆后可以實現更好的光熱治療(PTT)效果。研究也進一步發現，該兩性離子仿生膜可以被谷胱甘肽降解成低分子量(<2000 g mol-1) 的產物。因此，這一研究所開發的可生物降解的兩性離子生物膜為延長納米顆粒的血液循環提供了一個通用的新策略，有望進一步推動納米醫學的臨床轉化。
ShaojunPeng, Zhiqing Pang, Shun Shen, Wuli Yang. et al. Biodegradable ZwitterionicPolymer Membrane Coating Endowing Nanoparticles with
Ultra-Long Circulation andEnhanced Tumor Photothermal Therapy. Biomaterials. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219307793
2. Biomaterials：有機半導體聚合物兩親體用于NIR-II區光學診療
開發具有良好的光熱穩定性、光熱轉換效率(PCE)和生物相容性的近紅外II區(NIR-II)光響應納米材料對于光聲成像（PA）和光熱治療(PTT)來說有著重要意義。盡管已有研究表明，有機半導體聚合物納米粒子(OSPNs)在PA成像指導的PTT領域有著很廣泛的應用，但是目前都局限于NIR-I區。
香港中文大學邊黎明教授、香港城市大學Lidai Wang教授和Chun-Sing Lee教授合作設計并合成了一種新型的NIR-II區有機半導體聚合物兩親體(OSPA)。該OSPA具有良好的光學特性、低毒性、尺寸適中等優勢，其在NIR-II光輻射下可以有效地殺死癌細胞，并且能在被靜脈注射后在小鼠腫瘤內有效富集，以實現NIR-II光觸發的光學診療。
Chao Yin, Xiaozhen Li,Lidai Wang, Chun-Sing Lee, Liming Bian. et al. Organic Semiconducting PolymerAmphiphile for Near-Infrared-II Light-Triggered Phototheranostics. Biomaterials.2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219307835
3. Chem. Sci.：調節熱激活延遲熒光材料的激子動力學以調控雙光子納米診療
蘇州大學張曉宏教授、香港城市大學李盛亮博士和Chun-Sing Lee教授合作提出了一種有效的策略來調整輻射激發態衰變的激子動力學，進而增強材料的雙光子納米診療性能。實驗設計了兩個具有不同供電子段的熱激活延遲熒光(TADF)分子，它們具有供-受體結構和聚集誘導發光（深紅光）的特性。
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分子模擬結果表明，供電子截面的改變可以有效地調節單重態到三重態的能隙和振子強度，從而實現有效的能量流。研究結果證明。具有良好穿透深度的雙光子激光可以激發TADF NPs以產生單線態氧和進行熒光成像，因此它是一種很好的雙光子納米診療試劑，并能夠在生成單線態氧和產生熒光之間實現良好平衡。這一研究工作表明，通過調節激子動力學可以合理地設計TADF材料，進而成為納米診療試劑的優良候選材料。
Ya-Fang Xiao, Xiao-HongZhang, Chun-Sing Lee. et al. Manipulating exciton dynamics of thermally activateddelayed fluorescence materials for tuning two-photon nanotheranostics. ChemicalScience. 2019
DOI:10.1039/C9SC05817F
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/c9sc05817f#!divAbstract
4. Angew：二維硒化錫納米片能夠模擬細胞代謝中的脫氫酶
脫氫酶在細胞代謝的三羧酸(TCA)循環中發揮著重要的作用，因此其在生物醫學領域也有著廣泛的應用，但重組型脫氫酶往往具有穩定性差、成本高等亟待克服的缺點。江西師范大學高興發教授和蘇州大學李瑞賓教授合作發現二維SnSe納米片能夠模擬天然脫氫酶的活性，從而有效地催化1-(R)-2-(R')-乙醇基的氫轉移。
與乳酸脫氫酶(LDH)等天然脫氫酶不同的是，SnSe對反應條件的變化(如pH、溫度和有機溶劑)有著極強的耐受性，并具有很好的可重復利用的性能。結構-活性分析表明， SnSe所具有的單原子結構、Sn空位和結合氫的親和力是其具有催化活性的主要原因。
Meng Gao, Zhenzhen Wang,Xingfa Gao, Ruibin Li. et al. Two-dimension tin selenide (SnSe) nanosheetscapable of mimicking key dehydrogenases in cellular metabolism. AngewandteChemie International Edition. 2019
DOI:10.1002/anie.201913035
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201913035
5. Anal. Chem.：微環境響應型小分子探針營業檢測肺纖維化
肺纖維化(PF)是一種致死性疾病，其發病率也在逐年不斷上升。對PF進行早期的診斷可以有效改善預后，但這在目前仍是一個不小的難題。已有研究表明，一氧化氮(NO)水平的上調是PF的典型微環境特征，中科院上海藥物研究所臧奕研究員和浙江大學李新博士合作制備了一種小分子探針PNO1，它能利用熒光的手段對這種微環境特征進行檢測，進行用于PF的診斷。
實驗結果表明，PNO1的熒光在PF病變小鼠肺中會比正常對照組高6倍。而除了在體內的應用之外，PNO1還可以在體外用于檢測PF病變的細胞和臨床患者的PF病變組織。
Ying Dong, Xiao-Rong Li,Qi Chen, Yi Zang, Xin Li. et al. Microenvironment-Responsive Small-MoleculeProbe for Pulmonary
Fibrosis Detection.Analytical Chemistry. 2019
DOI:10.1021/acs.analchem.9b02264
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b02264
6. Nat. Commun.：Rap1調節造血干細胞的存活進而影響腫瘤的發生和化療響應
新加坡A-STAR研究所Vinay Tergaonkar團隊利用Rap1缺失小鼠模型證明了哺乳動物的Rap1在影響造血干細胞存活、腫瘤發生和化療響應中發揮著重要的作用。實驗結果發現，RAP1會與DNA損傷響應(DDR)通路的許多“成員”發生相互作用。而缺失了RAP1的細胞的XRCC4/DNA連接酶IV和DNA- PK之間的相互作用會減弱，并且細胞會在DNA連接酶IV向受損染色質“募集”的過程中受到損傷。
與RAP1在DNA損傷修復中的作用相一致的是，RAP1缺失后會在體內通過NHEJ來減少對斷裂雙鏈修復，從而減少了B細胞類別轉換的重組。最后該研究也發現，RAP1的水平可以成功地用于對乳腺癌和結腸癌的化療結果進行預測。
Ekta Khattar, VinayTergaonkar. et al. Rap1 regulates hematopoietic stem cell survival and affectsoncogenesis and response to chemotherapy. Nature Communications. 2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13082-9
7. Nat. Rev. Cancer：衰老的體內微環境對腫瘤發展的影響
已有數據表明，癌癥在60歲以上的人群中發病率較高。而隨著世界人口壽命的延長，癌癥也正成為一個嚴峻的公共衛生問題。費城威斯達研究所Ashani T.Weeraratna團隊綜述討論了衰老的體內微環境在促進腫瘤發展中的作用；介紹了人體衰老過程中正常細胞和分子所發生的變化（包括細胞外基質的生物物理變化、分泌因子的變化和免疫系統的變化等）以及這些變化對腫瘤的發展和治療響應的影響。
值得注意的是，在臨床前研究中，衰老的體內微環境對治療響應的影響往往都被忽略了，大多數的研究都是以8周大的小鼠為模型進行實驗，而不是以與疾病相匹配的 “老年”小鼠作為研究的模型，這一因素也與許多成果的臨床轉化失敗密切相關。
Mitchell Fane, Ashani T.Weeraratna. et al. How the ageing microenvironment influences tumourprogression. Nature Reviews Cancer. 2019
https://www.nature.com/articles/s41568-019-0222-9
8. Nanoscale Horiz.：單層硼摻雜石墨烯量子點用于體內T1加權MRI
釓(Gd)基螯合物由于具有高靈敏度和對比增強的性能，被廣泛用作于磁共振成像(MRI)的臨床T1造影劑。然而，由于這些造影劑在體內會產生金屬離子的毒性，它們在醫學上的應用也受到了一定的限制。華盛頓大學張米琴教授團隊制備了一種單層硼摻雜的石墨烯量子點(SL-BGQD)。SL-BGQD在對主要的體內器官(腎臟、肝臟、脾臟以及血管)成像時具有更高的正向增強效果。
研究的結果表明，SL-BQGD能夠繞過血腦屏障，并在被單次注射后可以持續進行至少一個小時的成像。血液學和組織病理學分析則表明，SLBGQD對野生型小鼠基本沒有毒副作用，因此，它也有望成為一種更加安全高效、臨床可用的MRI造影劑。
Hui Wang, Richard Revia,Miqin Zhang. et al. Single-layer boron-doped graphene quantum dots forcontrastenhanced in vivo T1-weighted MRI. Nanoscale Horizons. 2019
DOI:10.1039/C9NH00608G
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/nh/c9nh00608g#!divAbstract
9. Anal. Chem.：雙光子激發的紅光發射納米熒光探針用于細胞內pH成像
湖南大學李繼山博士團隊制備了一種雙光子激發的、紅光發射的比率pH納米傳感器，它是由對pH敏感的雙光子染料和Tm3+摻雜的上轉換納米粒子(UCNP)組成的。研究發現，染料和UCNP的熒光發射峰比值(I610 / I810)會對pH值4.0到6.5的變化做出線性響應，并且該響應的靈敏度也很高。
實驗結果表明，該納米探針會選擇性地積累在細胞的溶酶體中,因此它很適用于對溶酶體內的pH值進行傳感檢測，并能被成功地應用于對活細胞和組織細胞內的pH值變化進行成像。
Ningning Wang, XinyanYu, Jishan Li. et al. Two-Photon Excitation/Red Emission, RatiometricFluorescent Nanoprobe for Intracellular pH Imaging. Analytical Chemistry. 2019
DOI:10.1021/acs.analchem.9b04782
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04782
10. Nature Commun.：基于病毒的納米疫苗用于癌癥免疫治療
基于病毒的癌癥疫苗在目前被認為是用于癌癥免疫治療的一種有效方法，但是它們所引起的大多數免疫反應其實往往是針對病毒而非腫瘤的。赫爾辛基大學Hélder A. Santos教授和Vincenzo Cerullo教授合作利用多疫苗接種策略構建了帶有腫瘤抗原的、腫瘤細胞膜包裹的溶瘤病毒作為納米疫苗ExtraCRAd。
實驗結果表明，ExtraCRAd在體內外均能夠表現出增強的感染性和溶瘤作用，并且這個納米疫苗平臺也可以在體內控制侵襲性黑色素瘤和肺腫瘤的生長，同時也可以產生高度特異性的抗癌免疫反應。因此，ExtraCRAd可以作為下一代個性化的癌癥疫苗以增強改進對癌癥的靶向免疫治療。
Manlio Fusciello, HélderA. Santos, Vincenzo Cerullo. et al. Artificially cloaked viral nanovaccine forcancer immunotherapy. Nature Communications. 2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13744-8
11. AFM綜述：設計用于細胞培養和模擬組織微環境的微凝膠材料
尺寸在微米級的水凝膠被稱為微凝膠，它是一種多功能的平臺，可以在模擬細胞微環境時對組織的異質性進行很好地再現。微凝膠既可以作為單個細胞的培養單元，也可以被組裝成更大的支架材料。因此，單個的微凝膠既可以被用于對單個或多個細胞進行共培養，也可以被用作模擬組織異質性的微孔組裝支架。
科羅拉多大學Kristi S. Anseth教授團隊對用于細胞培養和模擬組織微環境的微凝膠材料及其相關研究進展進行了綜述；并對這類水凝膠支架材料向個體化醫療方向的發展和面臨的挑戰進行了介紹。
Alexander S. Caldwell,Kristi S. Anseth. et al. Designing Microgels for Cell Culture and Controlled Assemblyof Tissue Microenvironments. Advanced Functional Materials. 2019
DOI:10.1002/adfm.201907670
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201907670
12. Adv. Drug. Deli.Rev.：非透皮的微針給藥
微針(MNs)已經被用于藥物遞送的歷史已經超過了20年，它可以證明通過微創的方式穿透限制性的組織屏障，進而顯著提高透皮給藥的效率。雖然在早期的MNs多用于經皮給藥，但這項技術也可以被應用于各種其他非經皮的生物醫學領域。
一些例如多層或中空的MNs也已被開發以滿足應用的需要。最近的研究也都在致力于實現MNs的種類多樣化，包括形狀、材料和機械性能等方面，以使其可以為特定的器官應用進行量身定制。加州大學洛杉磯分校NureddinAshammakhi教授和Khademhosseini教授合作對非透皮的MNs給藥研究進行了綜述；并討論了非透皮給藥在穿越眼、血管、口腔和粘膜組織的生物屏障中的應用。
KangJu Lee, NureddinAshammakhi, Khademhosseini. et al. Non-transdermal Microneedles for AdvancedDrug Delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X19302406
13. Angew：利用光聲成像對納米載體的藥物釋放進行定量研究
目前，對納米藥物載體進行成像的研究已經取得了顯著的進展，但是還很少有策略可以對藥物從載體上的釋放進行實時成像。加州大學圣地亞哥分校Jesse V. Jokerst教授報道了一個簡單的，通過亞甲基藍的氧化還原反應和光聲成像來監測藥物釋放的策略。當亞甲基藍從氧化態變成還原態時，其具有的亮藍色和強的光聲信號也會變成沒有光聲信號的透明狀態。
實驗將還原態的藥物-染料結合物鎖在納米顆粒內，此時它不會發出光聲信號；而當藥物從載體上釋放時，染料會被氧化，因此可以用光聲成像對釋放進行定量。實驗也進一步利用紫杉醇-亞甲基藍偶聯物(PTX-MB)對這一策略進行了證明。因此這一工作也為實現藥物釋放的監測提供了一個新的策略。
AnanthakrishnanSoundaram Jeevarathinam, Jeanne E. Lemaster, Jesse V. Jokerst. et al.Photoacoustic Imaging Quantifies Drug Release from Nanocarriers via RedoxChemistry of Dye-Labeled Cargo. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201914120
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914120
14. Anal. Chem.：基于炔基/釕(II)復合物的SERS納米探針用于實時檢測一氧化碳
湖南大學吳朝陽教授和李繼山副教授合作制備了一種表面增強拉曼散射(SERS)納米傳感器，并將其用于對一氧化碳(CO)進行實時比率檢測。該納米探針以具有高活性的SERS基底金-銀(Au?Ag)合金納米顆粒為內核，將作為CO傳感元件的炔基/釕(II)復合物固定在其表面，并利用多孔的硅殼對其包覆以提高材料的穩定性和生物相容性。當CO取代了該材料的炔基配體后，在SERS譜上會使得炔基的振動降低，而金屬羰基絡合物的信號則會增加，因此可以對CO進行有效的實時比率檢測。
Xiaojie Qin, ZhaoyangWu, Xiaojie Qin. et al. Alkyne/Ruthenium(II) Complex-Based RatiometricSurface-Enhanced Raman Scattering Nanoprobe for In Vitro and Ex Vivo Trackingof Carbon Monoxide. Analytical Chemistry. 2019
DOI:10.1021/acs.analchem.9b03769
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b03769
15. Chem. Sci.：靶向角蛋白1的熒光Trp(redBODIPY)環肽用于侵襲性癌癥成像
角蛋白1 (KRT1)在鱗癌細胞中會表達，并且也與乳腺癌的侵襲性病理有關。巴塞羅那大學Rodolfo Lavilla和愛丁堡大學Marc Vendrell合作設計制備了第一個基于Trp的紅色熒光氨基酸，它具有非常優異的光物理性能。實驗研究證明，該材料可以以低破壞性的方式來標記制備新型的熒光環肽，進而可以在整個腫瘤組織中對表達KRT1 的細胞進行成像。
Ramon Subiros-Funosas,Rodolfo Lavilla, Marc Vendrell. et al. Fluorogenic Trp(redBODIPY) CyclopeptideTargeting Keratin 1 for Imaging of Aggressive Carcinomas. Chemical Science.2019
DOI:10.1039/C9SC05558D
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/c9sc05558d#!divAbstract
16. PNAS：金納米粒子在細胞內的生物降解和再結晶過程
金納米顆粒（Au NPs）在生物醫學領域的應用正變得越來越廣泛。然而，人們對它們在生物體中的長期“命運”還知之甚少，目前的普遍認知也是認為Au NPs的惰性會妨礙它們的生物降解。巴黎大學Florence Gazeau和Florent Carn合作，在長達6個月的時間里，對原始成纖維細胞捕獲的Au NPs的生物轉化進行了監測。
研究結果發現，越小尺寸的AuNPs在細胞內降解消失得也更快，而這種降解是由NADPH氧化酶所介導的。同時，Au NPs的再結晶過程會產生生物礦化的納米結構，2.5 nm的Au NPs會自組裝成納米片，并且金屬硫蛋白是這一生物礦化過程的重要參與者。
Alice Balfourier,Florence Gazeau, Florent Carn. et al. Unexpected intracellular biodegradationand recrystallization of gold nanoparticles. Proceedings of the NationalAcademy of Sciences of the United States of America. 2019
https://www.pnas.org/content/early/2019/12/17/1911734116
17. Biomaterials：石墨烯量子點用于成像指導的近紅外II區光熱治療
石墨烯量子點(GQDs)因其具有良好的生物相容性和快速的可清除性能，被認為是一種新興的用于癌癥光熱治療(PTT)的納米材料。然而，目前的GQDs一般都是在較短波長(<1000 nm)下的有光吸收，這也限制了其在用于近紅外II(1000-1700 nm, NIR-II)光熱治療時的治療效果。南京大學聶蓉蓉、中科院合肥物質科學研究院陳乾旺和王輝合作報道了一種在NIR-II區(1070 nm)有強吸收的9T-GQDs。該9T-GQDs是以苯酚為單前體，通過調節過氧化氫在9T強磁場下的分解，利用一步溶劑熱處理所合成的。
該9T-GQDs的尺寸分布均勻(3.6 nm)，熒光可調諧 (量子產率16.67%)，光熱轉換效率高(33.45%)。體內外實驗結果表明，9T-GQDs能有效殺傷腫瘤細胞，進而抑制腫瘤生長，并且能在活體小鼠中對腫瘤實現增強的近紅外成像，從而表明它是一種性能優異的NIR-II區光學診療納米平臺。
Hongji Liu, RongrongNie, Qianwang Chen, Hui Wang. et al. Magnetic-induced graphene quantum dots forimaging-guided photothermal therapy in the second near-infrared window. Biomaterials.2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014296121930818X
18. Biomaterials綜述：基于卟啉的納米復合材料用于靶向診療
卟啉是一種被稱為生命色素的有機化合物，它們在光動力和聲動力治療以及磁共振、熒光和光聲成像中都有著廣泛的應用。目前，雖然已有的卟啉種類十分繁多，但還很少有材料可以實現臨床的應用。由于卟啉的疏水性以及它們通過平面分子的堆積而產生的聚集，使得它們在水介質中很難被應用。
因此，研究普遍將它們封裝在納米顆粒(NPs)或附著在各種遞送工具上來改善其應用效果。馬凱特大學Mohammadreza Tahriri和麻省總醫院Michael R. Hamblin合作對基于卟啉的納米復合材料及其醫學應用，包括藥物遞送、促進受損器官的愈合和修復以及治療癌癥等進行了綜述介紹，并對這一領域的發展前景進行了展望。
Navid Rabiee,Mohammadreza Tahriri, Michael R. Hamblin. et al. Recent Advances in Porphyrin-BasedNanocomposites for Effective Targeted Imaging and Therapy. Biomaterials. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219308257
19. Chem. Rev.：光激活的有機分子馬達及其應用
分子馬達是細胞機器的核心，它可以將輸入的化學和光能轉化為機械能。其中，可被光激活的分子馬達比由生物化學因子激活的分子馬達往往更有優勢。因為人們可以在氣相、溶液或真空中進行反應的同時，對分子馬達進行精準的時空控制，同時也不會產生多余的化學副產物。
萊斯大學James M. Tour教授對光激活的有機分子馬達的起源和功能模式進行了綜述介紹，并對嵌入有分子馬達的超分子結構和光導材料在催化、生物環境和生物醫學領域中的作用和發展前景進行了介紹。
Víctor García-Lopez,Dongdong Liu, James M. Tour. et al. Light-Activated Organic Molecular Motorsand Their Applications. Chemical Reviews. 2019
DOI:10.1021/acs.chemrev.9b00221
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.9b00221
20. Angew：具有高效光致發光和光熱轉換性能的VS2納米片
由電子態的局域化和多次散射特性所引起的二維非晶納米片的電子-聲子耦合在光學領域表現出了優異的性能。但是由于制備方法的限制，開發具有可控電子結構和本征光學性質的單層納米片的報道還很少。鄭州大學許群教授通過改變超臨界CO2的壓力和溫度，制備了二維非晶化VS2和部分晶化的二維VO2(D)納米片。研究結果表明，由于強的載流子局域化和量子約束等因素，這種獨特的二維非晶VS2納米片具有全波段吸收、強的光致發光和優異的光熱轉換效率等性能。
Yannan Zhou, Qun Xu. etal. Accurate Control of VS2 Nanosheets for Coexisting High Photoluminescenceand Photothermal Conversion Efficiency. Angewandte Chemie InternationalEdition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201912756
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912756
21. Chem. Soc. Rev.：酞菁作為光敏劑用于癌癥光動力治療
酞菁類化合物具有十分優越的光學性能，這也使它們成為一類被廣泛用于癌癥光動力治療的光敏劑。目前已有多種酞菁衍生物正在被應用于不同的臨床實驗階段，人們也在努力提高其光動力效應，同時也致力于開發先進的酞菁類化合物材料，使其具有更好的光學性能、雙重的治療作用、可以靶向腫瘤或者可以在腫瘤部位被特異性激活等。
羅斯威爾帕克癌癥研究所Ravindra K. Pandey、香港中文大學Dennis K. P. Ng教授、IMDEA Nanociencia的Toma′s Torres和蓋布澤技術大學Fabienne Dumoulin教授合作綜述了作為光敏劑的酞菁類化合物在癌癥光動力治療方面的應用優勢，并對這一領域的發展進行了展望。
Pui-Chi Lo, Ravindra K.Pandey, Dennis K. P. Ng, Toma′s Torres, Fabienne Dumoulin. et al. The uniquefeatures and promises of phthalocyanines as advanced photosensitisers for photodynamictherapy of cancer. Chemical Society Reviews. 2019
DOI: 10.1039/C9CS00129H
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00129h#!divAbstract
