磁性納米材料不僅具有十分特殊的磁學性質，還產生了諸多光學、熱學、化學以及生物學新特性，在疾病診療、信息存儲、催化以及廢水處理等領域具有重要應用價值，并已在開始在部分領域實現商業化。今天，我們要講述的是Nature Nanotechnology和Nature Energy期刊上發表的關于磁性納米顆粒的最新兩項研究成果。
1. 磁性納米顆粒增強腫瘤免疫治療！
第一作者：Chih-Sheng Chiang
通訊作者：Chia-Hung Hsieh, Woei-Cherng Shyu, San-Yuan Chen
第一單位：中國醫科大學（中國臺灣）
研究亮點：
1. 基于磁性導航，增強免疫治療對腫瘤細胞的靶向選擇性。
2. 揭示了anti-PD-L1和T-細胞激活劑的結合有助于增強檢查點阻斷免疫療法的療效。
近年來，國際上新出現的檢查點阻斷免疫療法對于抑制腫瘤擴散起到了良好的作用，并在臨床上有所突破。檢查點阻斷免疫療法是指通過藥物來抑制對免疫反應有抑制作用的免疫檢查點，解除腫瘤細胞的免疫抑制機制，使腫瘤細胞能受到免疫系統的攻擊。
2011年，美國百時施貴寶公司（Bristol-Myers Squibb）率先研制出了第一個針對抑制性免疫檢查點的抗體藥物Yervoy（CTLA-4單克隆抗體Ipilimumab），并被FDA批準在美國上市。
問題在于，這種免疫療法能延長部分腫瘤病人的存活率，但不是對所有病人都有效果。另外，免疫毒性以及自動免疫性使得治療效果有所折扣。
有鑒于此，臺灣中國醫科大學Chia-Hung Hsieh, Woei-Cherng Shyu以及臺灣交通大學San-YuanChen合作，報道了一種基于磁性靶向導航的綜合改良型檢查點阻斷免疫療法。
圖1. IO@FuDex磁性納米藥物表征
研究人員以具有本征腫瘤治療效果的裙帶菜葡聚糖基磁性納米藥物（IO@FuDex3）為基礎，連接上阻斷點抑制劑anti-PD-L1以及T-細胞活化劑anti-CD3和anti-CD28。IO@FuDex3 一方面可以有效增強腫瘤滲透淋巴細胞，從而修復免疫抑制的腫瘤微環境；另一方面可以通過磁性靶向導航提高對腫瘤細胞的選擇性，最大程度實現精準治療，并減少對正常細胞的傷害。
對比單純的anti-PD-L1，這種療法只需要不到1%的劑量就可以使中位生存時間從32天延長到63天。
圖2.磁導航增強腫瘤選擇性
圖3. 腫瘤治療效果
總之，這項研究發展了一種磁性靶向藥物，并揭示了anti-PD-L1和T-細胞激活劑的結合有助于增強檢查點阻斷免疫療法的療效。
Chih-Sheng Chiang, Chia-Hung Hsieh, Woei-Cherng Shyu, San-Yuan Chen et al. Combination of fucoidan-based magnetic nanoparticles and immunomodulators enhances tumour-localized immunotherapy. Nature Nanotechnology 2018.
2. 磁性納米顆粒增強電解水！
第一作者：Christiane Niether
通訊作者：Marian Chatenet, Julian Carrey
第一單位：法國Grenoble Alpes大學
研究亮點：
將磁性納米顆粒的磁熱效應拓展到儲能領域，在室溫下可實現傳統水電解系統200℃才能實現的性能。
電解水制氫是最重要的清潔化儲能方式之一，可以將電能以化學鍵的方式儲存于氫氣之中。目前常用的質子交換膜水電解槽大多使用貴金屬催化劑，資源緊缺且成本高昂。而堿性水電解槽又面臨功率密度較低的困難，如果想要提高功率密度，就必須提高操作溫度或者選用更高效的催化劑。
有鑒于此，法國Grenoble Alpes大學Marian Chatenet和法國圖魯斯大學Julian Carrey團隊合作，開發了一種基于磁性納米顆粒磁熱效應的非貴金屬高效水裂解催化劑。
圖4. 反應裝置和磁熱增強機理
圖5. 增強HER和OER活性
研究人員合成了一種FeC@Ni核殼型磁性電催化劑，在高頻磁場作用下，這種納米顆粒可以局部發熱（類似于生物體內的精準治療），只在局部達到很高的溫度，從而在5 ℃就可實現常規催化劑200℃才能實現的催化效果。在20 mA cm-2條件下，堿性水電解槽的HER和OER過電位分別降低200 mV和100mV。
這項研究為堿性水電解槽在室溫下高效運行提供了新的借鑒！
ChristianeNiether, Marian Chatenet, Julian Carrey et al. Improved water electrolysis using magnetic heating of FeC–Ni core–shell nanoparticles. Nature Energy 2018.
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