1. Theranostics：聚乙二醇化膽紅素包覆的氧化鐵納米顆粒用于全血ROS檢測
由超順磁性氧化鐵納米顆粒(SPIONs)的進行的磁共振“開關” (MRSw)已被用于檢測多種生物標志物。然而，基于磁共振成像的活性氧（ROS）生物傳感還未被報道。韓國科學技術院Sangyong Jon構建了一種基于聚乙二醇化膽紅素(PEG-BR)包覆的SPIONs (PEG-BR@SPIONs)，并將其作為檢測ROS的生物傳感器。此外，實驗也將近紅外(NIR)熒光染料負載到PEG-BR@SPIONs上以實現基于熒光的ROS檢測。
研究發現，PEG-BR@SPIONs在生理條件下具有較高的膠體穩定性，當其在體外暴露于NaOCl（ROS）下時會發生聚集，導致T2加權的MR圖像的信號強度下降。并且脂多糖(LPS)激活的巨噬細胞會對ROS敏感的PEG-BR@SPIONs攝取更多，程度也遠遠大于對ROS無響應的對照納米顆粒PEG-DSPE@SPIONs。在模擬膿毒癥的臨床環境中，PEG-BR@SPIONs能夠通過T2 MR信號的明顯變化和熒光的啟動信號來對全血樣本中ROS濃度金屬直接檢測。因此PEG-BR@SPIONs可作為一種新型的雙模態生物傳感器來檢測ROS，進而診斷許多與ROS過度產生相關的疾病。
Dong Yun Lee, Dong YunLee. et al. PEGylated Bilirubin-coated Iron Oxide Nanoparticles as a Biosensorfor Magnetic Relaxation Switching-based
ROS Detection in WholeBlood. Theranostics. 2020
DOI: 10.7150/thno.39662
https://www.thno.org/v10p1997.htm
2. Theranostics：對谷胱甘肽響應的二硫雙氰胺分解用于低背景信號的腫瘤成像
近紅外(NIR)熒光成像技術已被證明是一種用于識別腫瘤術中邊界和區分腫瘤細胞與健康組織的有效手段。然而，傳統熒光探針往往具有背景信號高和特異性差等缺點。北京大學戴志飛教授合成了一種對谷胱甘肽(GSH)響應的雙硫鍵雙氰胺染料ss-diCy5和ss-diNH800CW。該合染料的熒光信號在正常的生理條件下會被淬滅，但一旦到達腫瘤部位，這些染料的強烈熒光信號就會恢復。這是由于在高GSH濃度的腫瘤微環境中的二硫鍵的裂解所導致的。
此外，實驗也利用紫外-可見和熒光光譜法對這些染料的GSH響應行為進行了監測，并在細胞和動物水平對該染料的診斷準確性進行了測試。結果表明，二硫雙氰胺染料的熒光信號強度比單氰胺染料高89%，并且熒光背景也非常低。當二硫雙氰胺染料到達腫瘤部位時，GSH會將其裂解成兩種具有高熒光強度的單體染料，它們在被激發后產生強烈的熒光信號。該染料在與GSH溶液進行相互作用后的熒光信號增強可達27倍。體內異種移植腫瘤模型的研究結果進一步表明，該染料的熒光信號確實可以在實體瘤中實現快速恢復。因此該二硫雙氰胺染料也為在腫瘤實現特異性激活的熒光成像提供了一個新型的有效平臺。
Shanyan Mo, XiaotingZhang, Sadaf Hameed, Zhifei Dai. et al. Glutathione-responsive disassembly ofdisulfide dicyanine for tumor imaging with reduction in background signalintensity. Theranostics. 2020
DOI: 10.7150/thno.39673
https://www.thno.org/v10p2130.htm
3. Anal. Chem.：富勒烯修飾的金納米粒子用于電化學發光檢測蛋白質
南京醫科大學楊笛教授和北京大學邵元華教授合作構建了一種富勒烯修飾的金納米粒子fullerenols@AuNPs，并發現富勒烯能夠增強魯米諾與過氧化氫系統,的電化學發光信號（ECL）。實驗將制備的fullerenols@AuNPs作為一種無標記的免疫傳感器用于檢測人類心臟病生物標志物心肌肌鈣蛋白I（cTnI）。
隨后，實驗也利用原位反應構建了銅粒子包覆的fullerenols@AuNPs，并以其為基礎開發了一種新型的電化學剝離化學發光(ESCL)方法用于開發檢測cTnI和免疫球蛋白，該方法的敏感度比之前的策略要高20倍左右。在ESCL檢測過程中，Cu2+會從Cu@fullerenols@AuNPs中被剝離進而使得ECL信號顯著增加。同時由于fullerenols@AuNPs和Cu2+具有良好的導電性，可以促進H2O2的分解以生成活性氧(ROSs)，從而加速ECL過程。研究結果表明，該實驗開發的兩種免疫傳感器對cTnI和IgG均具有很高的檢測敏感性和選擇性。
Yifan Dong, Di Yang,Yuanhua Shao. et al. Electrochemiluminescent Detection of Proteins Based onFullerenols Modified Gold Nanoparticles and Triple Amplification Approaches.Analytical Chemistry. 2020
DOI:10.1021/acs.analchem.9b04087
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04087
4. Theranostics：紅細胞膜包裹的鐵礦化酶用于體內自激活級聯反應以治療腫瘤
暨南大學戴箭副研究員、林宏生教授和薛巍教授合作構建了一種仿生酶級聯遞送納米系統，即利用腫瘤靶向的紅細胞膜(EM)包裹鐵礦化的葡萄糖氧化酶GOx-Fe0@EM-A，它可通過在體內進行自激活級聯反應以在腫瘤部位產生足夠的高毒性?OH，從而增強抗癌效果。實驗將超小的Fe0納米顆粒(Fe0NP)固定在葡萄糖氧化酶(GOx)的內部形成鐵礦化的葡萄糖氧化酶(GOx-Fe0)。并隨后利用紅細胞膜對GOx-Fe0進行包裹，使其可以有效地在腫瘤部位積聚。
結果表明，GOx-Fe0@EM-A具有良好的生物相容性和光觸發釋放的效率，其中的紅細胞膜不僅能延長血液循環，而且能保護體內的GOx-Fe0酶活性。在利用近紅外光對腫瘤部位進行照射后，ICG產生的光熱效應會破環GOx-Fe0@EM-A的紅細胞膜，實現超小納米尺寸GOx-Fe0的光驅動釋放并深度地穿透腫瘤。隨后GOx-Fe0會在體內發生自激活級聯反應，在腫瘤部位產生?OH進而有效地治療腫瘤。
Wen Liu, Hongsheng Lin, Jian Dai, Wei Xue. et al. Self-activated in vivotherapeutic cascade of erythrocyte membrane-cloaked iron-mineralized enzymes.Theranostics. 2020
DOI: 10.7150/thno.39621
https://www.thno.org/v10p2201.htm
5. Theranostics：基于AIE分子和半導體聚合物的納米雞尾酒策略用于光學診療
基于半導體聚合物(SPs)的雙重光熱療法(PTT)具有較高的光熱轉換效率，因此其治療效果也優于單一PTT模式。然而，大多數的雙重PTT需要使用兩個激光器來產生熱量，這也給實驗操作帶來了不便和限制。中國地質大學婁筱叮教授構建了一種可以被單一808nm激光激活的、具有成像指導的雙重光熱性能的納米雞尾酒材料(DTPR)，并將其用于優化癌癥治療。
實驗采用馬來酰亞胺端基兩親性聚合物(DSPE-PEG2000-Mal, D)對AIE分子 (TPA-BDTO, T)和SPs (PDPPP, P)進行共包封，然后通過點擊反應將靶向配體(RGD, R)與其偶聯，構建了雙重PTT納米雞尾酒材(DTPR)。結果表明，當DTPR被808nm激光照射后，它會通過T與P之間的熒光共振能量轉移(FRET)將T的近紅外熒光部分轉化為熱能，并與光熱材料P本身產生的熱能進行耦合，實現成像指導的雙重PTT。該DTPR的的雙重PTT的光熱轉換效率可達60.3%，遠遠高于單一PTT的31.5%，因此其在808 nm激光照射下也具有更好的體內外光熱治療效果。
Zi Long, Jun Dai, Xiaoding Lou. et al.Nanococktail Based on AIEgens and Semiconducting Polymers:A Single Laser Excited Image-Guided Dual
Photothermal Therapy. Theranostics. 2020
DOI: 10.7150/thno.41317
https://www.thno.org/v10p2260.htm
6. Angew：不對稱反向波拉兩親性分子用于對細胞敏感的水凝膠降解和藥物釋放
肽基單元是超分子納米結構自組裝過程中的一類重要的生物材料，具有強大的機械性能和很好的抗過早降解能力。然而，其在發生聚集時，由于大分子蛋白與肽底物的接觸有限，底物與酶的相互作用常常會受到影響，這也使得其對生物分子的響應性大大降低。
約翰霍普金斯大學崔洪剛教授制備了一種非對稱反向的波拉兩親性分子(RBA)，其絲狀組裝體的表面會和基質金屬蛋白酶(MMP)的底物相作用。在加入MMP-2后，這些絲狀體會在重新組裝成球形膠束之前迅速斷裂成碎片。實驗也利用3D細胞培養證明了該分子的藥物釋放行為與細胞密度是相關的，因此其在更多的癌細胞環境下也會更有效地殺死癌細胞。綜上所述，這一研究充分闡明了RBA超分子組裝體對酶表達細胞具有特異性的響應，因此也有望作為一種實現局部化療的細胞響應型“治療倉庫”。
Rami W Chakroun, Honggang Cui. et al. Supramolecular Design ofUnsymmetric Reverse Bolaamphiphiles for Cell-Sensitive Hydrogel Degradation andDrug Release. Angewandte Chemie International Edition. 2020
DOI: 10.1002/anie.201913087
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913087
7. ACS Nano：氧化石墨烯-磁性納米環介導的磁熱動力學治療用于腫瘤治療
為了克服目前磁熱療法存在的弊端，西北大學樊海明教授將磁熱效應與活性氧相關的免疫效應相結合，設計了一種利用磁熱動力學（MTD）治療策略用于對抗癌癥。實驗開發了一種鐵磁渦流域氧化鐵納米環-氧化石墨烯 (FVIOs-GO)復合納米顆粒，并將其作為一種高效的磁熱動力學（MTD）治療試劑。
這種FVIOs-GO納米平臺具有很高的熱轉換效率，并可在交變磁場(AMF)下產生大量的ROS。體外和體內實驗結果表明，該材料在乏氧的腫瘤微環境和40℃以下的生理耐受溫度下會增強的活性氧生成，而這也是引發強烈的免疫反應的主要因素。由于磁熱效應的雙重作用和ROS引發的免疫響應,該材料在體內可以實現很好的治療效果。
Xiaoli Liu, Bin Yan,Haiming Fan. et al. Graphene Oxide-Grafted Magnetic Nanorings MediatedMagnetothermodynamic Therapy Favoring Reactive Oxygen Species-Related ImmuneResponse for Enhanced Antitumor Efficacy. ACS Nano. 2020
DOI:10.1021/acsnano.9b08320
http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b08320
8. Theranostics綜述：細胞外囊泡作為液體活檢診斷前列腺癌的生物標志物
前列腺癌(PCa)是引發西方國家男性患癌死亡的主要原因之一。目前，前列腺癌診斷的黃金標準（活檢針）往往不能真實反映分子結構，并且當前可用的血液檢測生物標志物的準確性也有限，因此越來越需要開發新的診斷方法。液體活檢是一種基于生物液體的微創方法，它可以為患者的治療選擇和預后咨詢等方案的制定提供信息并提高診斷的準確性。細胞外囊泡(EVs)是由腫瘤細胞釋放的、由脂質雙分子層分隔的顆粒，它可以以非侵入性的方式提供整個腫瘤的實時信息。
EVs也可調節各種癌癥的生理過程并介導其在全身進行擴散。新的研究表明，EVs在前列腺癌的發展和轉移中也起著關鍵作用。EVs包含有蛋白質、mRNA、DNA片段、非編碼RNA和脂質等成分，在細胞間的通訊過程中發揮著重要作用。因此，EVs也有望作為PCa診斷的液體生物標志物。新南威爾士大學Ying Zhu和Yong Li合作回顧了目前分離和分析EVs的重要方法，總結了近年來對PCa中的EVs蛋白生物標志物的研究進展；并重點介紹了基于液體生物組織的EVs生物標志物在個體化前列腺癌診斷中的應用。
BairenPang, Ying Zhu, Yong Li. et al. Extracellular vesicles: the next generation ofbiomarkers for liquid biopsy-based prostate cancer diagnosis. Theranostics.2020
DOI:10.7150/thno.39486
https://www.thno.org/v10p2309.htm
9. Anal. Chem.：金納米顆粒聚合誘導的光熱效應結合溫度計用于生物傳感
美國德州大學埃爾帕索分校XiuJun Li開發了一種簡單、低成本、通用的金納米粒子(Au NP)聚合誘導的光熱生物傳感平臺，并將其用于可視化的遺傳定量檢測。實驗利用靶分子誘導的金納米顆粒聚集所產生的光熱效應和溫度計相結合即可對目視實現定量的生化分析。
與傳統的基因檢測方法相比，該方法無需標記和擴增，也無需任何先進的分析儀器，可以在40分鐘內完成檢測。實驗以結核分枝桿菌(MTB) DNA為模型靶分子，對該光熱生物傳感平臺的性能進行了驗證，表明其具有很高的靈敏度和特異性，檢測限(LOD)為0.28 nM，比利用分光計的比色法低了近10倍。因此，這種Au NPs聚合誘導的光熱生物傳感策略也為核酸和許多其他生物分子的可視化定量檢測提供了一個新型的平臺。
WanZhou, Kaiqiang Hu, XiuJun Li. et al. Gold Nanoparticle Aggregation-InducedQuantitative Photothermal Biosensing Using a Thermometer: A Simple andUniversal Biosensing Platform. Analytical Chemistry. 2020
DOI:10.1021/acs.analchem.9b04996
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04996
10. JACS：多肽納米前藥用于增強PD-L1免疫檢查點阻斷免疫治療效果
利用單一藥物進行的免疫檢查點阻斷治療往往療效有限，這也使得越來越多的研究人員致力于通過聯合用藥的方式進行治療。國家納米科學中心聶廣軍研究員和李一葉研究員合作報道了一種靶向吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)的納米抑制劑，它可以選擇性地抑制腫瘤微環境中免疫抑制的IDO通路。
該抑制劑是由親水性靶向分子(RGD)、兩個可質子化的組氨酸和一個連接有酯鍵的疏水性IDO抑制劑組成，它具有對pH響應的解聚和酯催化的藥物釋放性能。實驗結果表明，該抑制劑可以對腫瘤內IDO活性進行強而持久的抑制，這可極大地增強程序性細胞死亡配體1（PD-L1）在體內的治療效果。
XuexiangHan, Keman Cheng, Ying Xu, Guangjun Nie, Yiye Li. et al. Modularly DesignedPeptide Nanoprodrug Augments Antitumor Immunity of PD-L1 Checkpoint Blockade byTargeting Indoleamine 2,3-Dioxygenase. Journal of the American ChemicalSociety. 2020
DOI:10.1021/jacs.9b12232
http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/jacs.9b12232
11. Anal. Chem.：生物正交反應增強磁納米顆粒的結合組裝用于超靈敏磁共振傳感
傳統的橫向弛豫時間(T2)介導的磁共振傳感器(MRS)的靈敏度較低。近年來已有研究表明，基于靶分子誘導的MNPs數量變化的T2-MRS可以實現更高的靈敏度，但這些傳感器往往很難用于小分子。華中農業大學陳翊平教授開發了一種利用級聯生物正交反應(BRs)實現MNPs結合組裝的超靈敏T2-MRS，它能夠對小分子進行檢測。
得益于快速、高選擇性的級聯BRs，單個小分子靶標不僅可以增加MNPs的結合，還可以增強MNPs的組裝進而極大地放大T2信號，并可根據MNPs的狀態和數量變化進行傳感檢測。實驗利用該傳感器對毒死蜱進行了檢測，結果表明其線性檢測范圍為0.1 ng/mL-1000 ng/mL。實驗也通過檢測蘋果和卷心菜樣品中的毒死蜱對該傳感器的實用性進行了充分證明，并表明該策略的準確性也高于酶聯免疫吸附法。
WenshuZheng, Lingwen Zeng, Yiping Chen. et al. Bioorthogonal Reactions AmplifyMagnetic Nanoparticles Binding and Assembly for Ultrasensitive MagneticResonance Sensing. Analytical Chemistry. 2020
DOI:10.1021/acs.analchem.9b05097
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05097
12. Anal. Chem.：利用氫鍵增強AIE效應以在炎癥和肝癌模型中檢測次氯酸
次氯酸(HClO)是一種重要的活性氧，它在多種生理過程中都會產生，并且其水平的異常升高也與大量炎性疾病相關。中國科學院大學王雪飛副教授和北京化工大學王卓教授合作開發了一種簡單的、可溶于水的聚集誘導發光(AIE)探針用于檢測HClO。實驗合成了CH3O-TPE-Py+-N+(COTN)和OH-TPE-Py+-N+ (HOTN) (TPE)兩種探針，它們可以通過Py+-N+基團的裂解來檢測HClO，反應產物分別為CH3O-TPE-CHO (COT)和OH-TPE-CHO(HOT)。
實驗結果表明，探針的疏水性會隨著AIE的增強而發生改變。在檢測過程中，HOTN的響應性能明顯優于COTN，這是由于COTN和HOTN二者的化學結構略有不同。理論計算結果表明，氫鍵對于提高HClO的檢測靈敏度具有重要作用。實驗也在體外和體內炎癥及肝癌模型上對該探針檢測HClO的性能進行了充分評價。
XiaominHan, Xuefei Wang, Zhuo Wang. et al. Enhancement of the Aggregation-InducedEmission by Hydrogen Bond for Visualizing Hypochlorous Acid in an InflammationModel and a Hepatocellular Carcinoma Model. Analytical Chemistry. 2020
DOI:10.1021/acs.analchem.9b05347
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05347
13. ACS Nano：口服硫化銀量子點以實現腸道快速攝取并靶向遞送至肝內皮細胞
量子點(QDs)可用于生物成像和遞送治療試劑。悉尼大學Victoria C. Cogger教授證明了在口服給藥QDs后，它可以被小腸快速吸收并將結合物靶向遞送到肝竇內皮細胞(LSECs)或肝細胞。實驗利用3H-油酸對QDs進行放射標記，并將其與熒光染料和14C-二甲雙胍相結合。實驗也比較了被甲醛處理的血清白蛋白(FSA)、明膠、肝素三種生物高分子材料包覆后的QDs的性能。結果表明，QDs通過小腸進入腸系膜靜脈是由網格蛋白內吞作用和微胞飲作用所介導的。
口服劑量的QDs的60%會在30分鐘內迅速分布到肝臟中，而被FSA聚合物包覆的QDs的這一比例則會增加到85%，并且LSECs的吸收攝取也會增加3倍；當QDs被明膠包覆后，肝細胞對其的吸收會從40%增加到85%。而85%的QDs會在給藥后24小時內清除。在與QD-FSA結合后，14C-二甲雙胍在給藥后2h的生物利用度可增加5倍，二甲雙胍被LSECs吸收的效率可提高50倍。綜上所述，口服包覆有FSA或明膠生物聚合物層的QDs可以對LSEC或肝細胞實現較高的特異性靶向，從而提高了二甲雙胍在LSECs中的生物利用度。
NicholasJ. Hunt, Glen P. Lockwood, Victoria C. Cogger. et al. Rapid Intestinal Uptakeand Targeted Delivery to the Liver Endothelium Using Orally Administered SilverSulfide Quantum Dots. ACS Nano. 2020
DOI:10.1021/acsnano.9b06071
http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b06071
14. ACS Nano：包覆亞硝基化前藥的納米顆粒用于增強放射治療
放療仍然是目前治療非小細胞肺癌(NSCLC)等癌癥的主要方式之一。為了提高給定的輻射劑量下的治療效果，人們往往在放療期間使用放療增敏劑。吉林大學中日聯誼醫院馬慶杰教授、佐治亞大學謝晉教授和AnilKumar教授合作制備了一種納米粒子試劑，它可以選擇性地使癌細胞對放療更加敏感。實驗首先對將maytansinoidDM1進行亞硝基化，然后將產生的前藥DM1- NO負載到PLGA-b-PEG納米顆粒上。
DM1的毒性可被納米顆粒的包封和亞硝基化抑制，并通過EPR作用被遞送到腫瘤中。在放療照射下，腫瘤內的氧化應激水平會升高，導致S-N鍵發生斷裂，進而釋放DM1和一氧化氮(NO)。釋放的DM1會抑制微管聚合，使得細胞對于輻射更加敏感。而NO也會在輻射下形成高毒性的自由基，進一步抑制腫瘤的生成。體內外實驗結果表明，該納米粒子可通過兩種成分的協同作用顯著地提高和增強放療效果。
ShiGao, Weizhong Zhang, Renjie Wang. et al. Nanoparticles EncapsulatingNitrosylated Maytansine To Enhance Radiation Therapy. ACS Nano. 2020
DOI:10.1021/acsnano.9b05976
http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b05976
15. Nano Lett.：利于光聲成像對光熱促進的納米材料體內形態變化進行監測
將生物活性分子原位構建成納米組裝材料已被證明可以改善其性能，但如何在體內控制納米組裝材料的形態仍然是目前所難以解決的問題。華中農業大學楊子欣副研究員、陳浩教授、國家納米科學中心喬增瑩研究員和王浩研究員合作提出了一種光熱促進的形態轉變(PMT)策略來加速納米材料的形成，以提高藥物分子的生物學性能。
與自發的過程相比，PMT過程的轉化效率提高了4倍。由于組裝效率的增加，藥物在腫瘤中的累積量是無光照條件下的2倍，因此它也可以更加有效抑制腫瘤的生長。并且，實驗也利用比值光聲圖像對體內外的藥物化學再組裝過程進行了監測，從而證明了光熱誘導的轉化加速過程。這一研究通過在體內對生物分子組裝動力學進行無創地人工控制，從而為智能機器人的發展提供了新的思路。
Xue-HaoZhang, Dong-Bing Cheng, Zi-Xin Yang, Hao Chen, Zeng-Ying Qiao, Hao Wang. et al.Photothermal-Promoted Morphology Transformation in Vivo Monitored byPhotoacoustic Imaging. Nano Letters. 2020
DOI:10.1021/acs.nanolett.9b04752
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b04752
16. ACS Nano：胞質NQO1酶激活的聚合物囊泡用于熒光成像及光動力治療
利用酶作為觸發因子可以使得響應型高分子納米結構具有位點特異性的選擇性。華南師范大學胡祥龍教授和中科大劉世勇教授合作制備了一種光敏劑偶聯的聚合物囊泡,它可被NQO1酶激活以實現近紅外(NIR)熒光成像和光動力療法(PDT)。該囊泡的熒光發射和PDT性能在最初都是關閉狀態。
當其被NQO1陽性囊泡內化后，胞質內的NQO1酶會觸發醌鍵的自裂解和共軛光敏劑的釋放，進而產生近紅外熒光發射并激活其自身的PDT性能。這一過程也會使得該囊泡轉變為具有親水性核和更小尺寸的交聯膠束，從而觸發雙藥物的釋放，這一過程也可通過疏水雙分子層中的DOTA(Gd)復合物進行的增強磁共振成像(MRI)來被直接監測。實驗結果表明，該研究所提出的策略可以在細胞和體內條件下成功地應用于激活的近紅外熒光成像和組織特異性PDT。
ChenzhiYao, Xianglong Hu, Shiyong Liu. et al. Cytosolic NQO1 Enzyme-ActivatedNearInfrared Fluorescence Imaging and Photodynamic Therapy with Polymeric Vesicles.ACS Nano. 2020
DOI:10.1021/acsnano.9b08285
http://pubs.acs.org/doi/doi/10.1021/acsnano.9b08285
17. Chem. Soc. Rev.：鉍基納米粒子和復合材料生物醫學應用
近年來，由于含鉍（Bi）納米材料的研究已經從光學、化學、電子和工程領域擴展到生物醫學領域。Bi是一種無毒、廉價的抗磁性重金屬,可以被用于制造具有獨特的結構、理化性質的納米粒子(NPs)，它也有著高x射線衰減系數、近紅外(NIR)吸收,良好的光熱轉換效率和長循環半衰期等優點，這些特性也使得含Bi的納米顆粒(BiNPs)在癌癥聯合治療、多模態成像、藥物遞送、生物傳感和組織工程等方面具有很好的應用價值。
通過利用具有生物相容性的聚合物或蛋白質對BiNPs的表面進行簡單修飾，可以很容易地改善這些BiNPs的藥代動力學，從而增強其膠體穩定性，延長其血液循環，降低毒性。赫爾辛基大學Mohammad-AliShahbazi和He′lderA. Santos合作對具有不同結構、不同尺寸和不同成分的Bi基納米材料的合成及其在生物醫學應用方面的最新進展進行了綜述介紹，并對該領域在未來面臨的挑戰和機遇進行了全面的討論。
Mohammad-AliShahbazi, He′lder A. Santos. et al. The versatile biomedical applications ofbismuthbased nanoparticles and composites: therapeutic, diagnostic, biosensing,and regenerative properties. Chemical Society Reviews. 2020
DOI:10.1039/c9cs00283a
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00283a#!divAbstract
18. Theranostics：利用超小氧化鐵納米顆粒探測和增強配體介導的腫瘤靶向性能
基于配體-靶點結合的主動靶向是一種將納米顆粒(NP)成像探針或藥物載體精確遞送到病變組織的常用策略。然而，這種配體介導的主動靶向往往是以基于EPR效應的被動靶向為前提的。因此，研究主動靶向的NPs效率對于實現腫瘤生物標志物的定量成像和遞送來說具有重要意義。埃默里大學毛輝教授對uIONPs的尺寸（3 nm和30 nm）及其對轉鐵蛋白受體(TfR)介導的主動靶向效率的影響進行了研究。
實驗制備了綠色熒光染料(FITC)標記的主動靶向uIONPs (FITC-Tf-uIONPs)和紅色熒光染料(TRITC)標記的被動靶向uIONPs (TRITC -uIONPs)。實驗結果表明，在共注射24小時后，與非主動靶向的uIONPs相比，主動靶向uIONPs具有更高的腫瘤保留效果和更深的穿透深度。但是30 nm尺寸的NPs的主動靶向效果比非主動靶向粒子只高了約1.15倍。uIONPs增強的主動靶向作用是由于大部分的脫靶NPs很容易被腫瘤內的高間質壓力通過血管內回輸的方式清除出腫瘤。這一研究表明，配體介導的主動靶向可以提高尺寸小于5 nm 的NPs的遞送和腫瘤積累，可以作為一種基于NPs的分子成像探針和靶向藥物載體的良好平臺。
Yaolin Xu, Hui Mao. et al. Probing and EnhancingLigand-Mediated Active
Targeting of Tumors Using Sub-5 nm Ultrafine Iron OxideNanoparticle. Theranostics. 2020
DOI: 10.7150/thno.39560
https://www.thno.org/v10p2479.htm
19. Theranostics：光動力治療和抑制轉移的小分子試劑用于協同對抗卵巢癌
轉移是造成卵巢癌死亡和治療失敗的主要原因之一。一些小分子抑制劑能有效抑制原發腫瘤的轉移。但它們不殺死原發腫瘤細胞，并有可能導致腫瘤細胞的持續增殖。華中科技大學王世宣教授、中國石油大學夏帆教授和婁筱叮教授合作構建了一種TPD@TB/KBU2046多功能納米粒子,它是由三個功能成分:(1)KBU2046(可以抑制腫瘤轉移的小分子抑制劑),(2)TB(用于光動力治療的AIE分子)和(3)TPD其中包含TMTP1(腫瘤靶向肽)所組成。
實驗結果表明，TPD@TB/KBU2046的平均水動力尺寸約為50 nm，且穩定性好。它在體外不僅可以抑制腫瘤的轉移，而且可以通過AIE分子介導的光動力治療抑制腫瘤的生長。皮下和原位卵巢腫瘤模型實驗則表明TPD@TB/KBU2046具有顯著的體內抗腫瘤生長和抗轉移作用。
Jun Dai, Min Xu, Xiaoding Lou, Fan Xia, ShixuanWang. et al. Cooperation therapy between anti-growth by photodynamic-AIEgensand anti-metastasis by small molecule inhibitors in ovarian cancer.Theranostics. 2020
DOI: 10.7150/thno.41708
https://www.thno.org/v10p2385.htm
20. Theranostics：對ROS響應的納米藥物遞送系統用于治療急性腎損傷
膿毒癥引起的急性腎損傷(AKI)是一種嚴重的疾病，線粒體氧化應激和炎癥在其病理生理機制中起著重要作用。氧化鈰納米顆粒具有很強的活性氧(ROS) 清除能力，已被用于治療多種與ROS相關的疾病。然而，目前已有的氧化鈰納米顆粒往往不能選擇性地靶向線粒體，且超小的氧化鈰納米顆粒也易團聚。
浙江大學姜賽平和杜永忠教授合作設計了一種可靶向線粒體的二氧化鈰納米顆粒，并將其與阿托伐他汀相聯合構建了一種對ROS響應的納米藥物遞送平臺Atv/PTP-TCeria NPs以用于治療急性腎損傷。實驗結果表明，Atv/PTP-TCeriaNPs可在腎臟內有效積累，對ROS也具有較強的響應性。體內外研究表明，Atv/PTP-TCeria NPs具有較好的抗氧化和抗凋亡活性，能有效降低小鼠體內的氧化應激和炎癥反應，保護線粒體結構并有效減少膿毒癥誘導的AKI腎小管細胞凋亡和腎小管壞死。
Hui Yu, Saiping Jiang, Yongzhong Du. et al.ROS-responsive nano-drug delivery system combining mitochondria-targeting ceriananoparticles with atorvastatin for acute kidney injury. Theranostics. 2020
DOI: 10.7150/thno.40395
https://www.thno.org/v10p2342.htm
