1. Chem. Soc. Rev：納米酶用于響應性的生物醫學領域
納米酶是以納米材料為基礎的人工酶系統。該系統可通過有效地模擬天然酶的催化位點或囊括多價元素來替代傳統的催化酶。隨著納米技術的迅速發展，人們對納米酶的認識也在不斷加深，它具有比蛋白酶更高的催化穩定性、更易于被修飾和更低的制備成本。因此，納米酶材料不僅是自然酶的替代品，而且還可作為一種多模態平臺應用于復雜的生物環境。威斯康星大學麥迪遜分校蔡偉波教授團隊、深圳大學黃鵬教授團隊和中科院生物物理研究所閻錫蘊院士團隊合作，對響應一個或多個底物的納米酶系統研究進行了綜述。在不同的微環境中，納米酶的催化活性受pH、H2O2和谷胱甘肽濃度及氧化程度的影響，因此納米酶可以被磁場、光、超聲波和熱等不同的刺激進行控制。通過調控這些刺激因素則可以最大限度地提高納米酶在不同疾病上的診斷和治療效果。
Dawei Jiang, Peng Huang, Xiyun Yan, Weibo Cai. et al. Nanozyme: new horizons for responsive biomedical applications. Chemical Society Reviews. 2019
DOI: 10.1039/c8cs00718g
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c8cs00718g#!divAbstract
2. Chem. Sci.：熒光探針用于靶向細胞器并對生物活性物種成像
生物活性物種,包括活性氧物種(ROS),活性氮物種(RNS),活性硫物種(RSS)、ATP,一氧化碳,和甲醛等等。它們都是活細胞內非常重要的分子。這些分子在亞細胞微環境中的動態變化決定了細胞的穩態、信號傳導、免疫和代謝過程。它們的異常表達也會引起疾病，并與多種重大病癥有關。因此，監測亞細胞結構中的生物活性分子對生物分析和相關藥物的發現至關重要。隨著有機熒光探針的出現，亞細胞成像技術也取得了重大進展。在已有的亞細胞成像熒光工具中，可對ROS，RNS和RSS進行檢測的探針由于可以幫助研究生物活性分子的生理和病理功能而受到廣泛關注。山東師范大學李娜教授團隊和唐波教授團隊合作，對用于靶向細胞器并對生物活性物種成像的有機熒光探針的設計原理、檢測機制進行了詳細的介紹，并對目前這一領域面臨的挑戰以及未來的發展方向進行了闡述。
Peng Gao, Na Li, Bo Tang. et al. Fluorescent probes for organelle-targeted bioactive species imaging. Chemical Science. 2019
DOI: 10.1039/C9SC01652J
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc01652j#!divAbstract
3. Nano Lett.：MOF衍生的二維碳納米片用于根除多種細菌并增強抗感染治療
基于石墨烯的二維納米材料具有多種治療的模式，為對抗致病性細菌感染提供了許多新的機會。但是這些材料的合成十分復雜、且需要很大的劑量并會產生很多的非局部熱。四川大學馬朗、程沖教授、趙長生教授和柏林自由大學Rainer Haag教授團隊合作報告了一種MOF衍生的二維碳納米片(2D-CNs)的制備，該材料具有相-尺寸轉化和清除局部細菌的能力，可用于增強抗感染治療。實驗首先合成了MOF衍生的, 摻雜了氧化鋅的石墨烯(ZnO@G)，然后通過原位聚合將其與熱響應相變刷(TRB)結合得到TRB-ZnO@G。TRB-ZnO@G具有二維結構、高光熱性能、持續有效的Zn2+釋放以及開關式的相-尺寸轉變的能力。實驗發現，近紅外光可以觸發TRB-ZnO@G-細菌聚合物的形成，這使得大量Zn2+可以穿透細菌膜并結合物理切割和熱療協同增強抗菌。研究結果證明該平臺不僅可以在低劑量下實現近100%地消滅多種細菌，同時也具有快速安全地對皮膚傷口進行消毒的能力，是一種很好的廣譜抑制致病菌的材料。
Xin Fan, Lang Ma, Chong Cheng, Changsheng Zhao. et al. Metal?Organic-Framework-Derived 2D Carbon Nanosheets for Localized Multiple Bacterial Eradication and Augmented Antiinfective Therapy. Nano Letters. 2019
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01400
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01400
4. Chem. Soc. Rev.：二維單元素材料(Xenes)的生物醫學應用
二維單元素材料(Xenes)在很多新型技術領域以及基礎科學領域具有巨大的應用潛力。Xenes(如硼烯、硅烯、錫烯、磷烯、砷烯、銻烯等等)具有良好的物理、化學、電子和光學性能，因此他們在生物傳感、生物成像、治療遞送和疾病診療等方面具有廣闊的應用前景。深圳大學張晗教授團隊、哈佛大學醫學院陶偉教授團隊、高麗大學Jong Seung Kim團隊和慶熙大學Chulhun Kang團隊合作總結了Xenes的一般屬性，并介紹了Xenes常見的合成和改性方法；重點介紹了具有代表性的，用于各種生物醫學應用的新型Xenes納米平臺；最后對Xenes在生物醫學領域的研究進展、面臨的挑戰和發展前景進行了總結和展望。
Wei Tao, Na Kong, Xiaoyuan Ji, Yupeng Zhang, Amit Sharma, Chulhun Kang, Han Zhang, Jong Seung Kim. et al. Emerging two-dimensional monoelemental materials (Xenes) for biomedical applications. Chemical Society Reviews. 2019
DOI: 10.1039/c8cs00823j
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c8cs00823j#!divAbstract
5. AFM：單激光觸發的NIR II區熒光-光聲成像指導的光熱-光動力-化學聯合治療
單一近紅外(NIR)光激發的光學診療可以被用于多模態成像指導的聯合治療，但這在目前仍然難以實現。南京郵電大學沈清明教授團隊和范曲立教授團隊合作設計合成了一種新型小分子染料DPP-BT，該染料在NIR I區具有很強的吸收能力，在NIR II區具有熒光發射的能力。因此，該染料不僅可作為NIR II區熒光和光聲成像(PA)的雙模態造影劑，還可作為光熱治療(PTT)和光動力治療(PDT)的聯合治療試劑。實驗利用葉酸功能化的兩親性分子去包封染料DPP-BT、化療藥物DOX和天然相變材料，構建了單一近紅外(NIR)光激發的光學診療納米粒子。在近紅外激光照射下，NIR會誘導DPP-BT進行PTT，DOX則可以有效地從納米顆粒中釋放出來。實驗將納米顆粒靜脈注射入Hela荷瘤小鼠體內，通過NIR II熒光/PA雙模態成像可以準確觀察腫瘤的大小和位置。體內外治療結果證明，該納米粒子也具有非常顯著PTT/PDT/化療聯合抗腫瘤效果。
Qi Wang, Qingming Shen, Quli Fan. et al. All-in-One Phototheranostics: Single Laser Triggers NIR-II Fluorescence/Photoacoustic Imaging Guided
Photothermal/Photodynamic/Chemo Combination Therapy. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201901480
https://doi.org/10.1002/adfm.201901480
6. 池毓務Small：氧化的多壁碳納米管具有強的電化學發光性能
碳納米管在目前已經得到了廣泛的研究和應用。硝酸(HNO3)常用于處理CNTs已對其進行純化，并可以制備各種氧化的CNTs。然而，目前對于HNO3處理后的CNT的光學性能的研究還非常少。福州大學池毓務教授團隊首次觀察到被HNO3氧化的多壁碳納米管(ox-MWCNTs)具有較強的電化學發光(ECL)活性，證明ox-MWCNTs是繼碳量子點(CQDs)和石墨烯量子點(GQDs)之后的又一種新型優良的ECL碳納米材料。實驗利用多種表征技術揭示了ox-MWCNTs 的ECL活性與其表面狀態的關系；詳細研究了ox-MWCNTs的ECL行為并提出了對應的ECL機制；最后對ox-MWCNTs納米材料在ECL傳感和基于CNt的催化劑研究中的應用前景進行了展望。
Ruina Wang, Yuwu Chi. et al. Strong Electrochemiluminescence Emission from Oxidized Multiwalled Carbon Nanotubes. Small. 2019
DOI: 10.1002/smll.201901550
https://doi.org/10.1002/smll.201901550
7. Nature Commun.：由犧牲模板和蜂窩狀殼聚糖納米纖維墊組成的止血水凝膠
開發可以用于各種緊急情況的止血材料和技術是目前十分熱門的研究領域。而設計制備可以被吸收的醫用敷料則是其中的重要一環。這種敷料的優點在于它可以留在受傷部位并降解以縮短介入治療的時間。德州農工大學Karen L. Wooley團隊和Mahmoud Elsabahy團隊合作，將β-環糊精聚酯(CDPE)水凝膠作為犧牲性的大孔載體，其在生理條件下能夠降解。CDPE模板可以對嵌入的殼聚糖蜂巢狀單片進行組裝，從而增加殼聚糖的表面積來提高材料的止血效率。體內實驗結果表明，與商業上可吸收的止血敷料相比，負載殼聚糖的環糊精(CDPE-Cs)水凝膠能顯著降低失血量，縮短止血時間，且具有很好的生物相容性。
Eric E. Leonhardt, Karen L. Wooley, Mahmoud Elsabahy. et al. Absorbable hemostatic hydrogels comprising composites of sacrificial templates and
honeycomb-like nanofibrous mats of chitosan. Nature Communications. 2019
https://doi.org/10.1038/s41467-019-10290-1
8. 劉斌AFM：AIEgen-蛋白納米復合材料用于深度和高分辨率的雙光子活體腦成像
雙光子熒光成像技術可以用于在體內研究深部組織的生物結構和活性，而開發具有高光穩定性和良好生物相容性的熒光團則是其中目前研究的熱點。新加坡國立大學劉斌教授團隊利用胎牛血清（BSA）去絡合小分子AIE熒光團(AIEgen)開發了具有蛋白質尺寸的AIEgen-蛋白納米復合材料TPEPy-FBS，它具有明亮的遠紅外/近紅外光(NIR)發射，良好的耐光性，低光毒性等優點，可用于在體內進行高分辨率的大腦深處血管雙光子熒光成像。在與FBS絡合后，TPEPy的熒光強度大大增強，其光毒性也被顯著抑制。TPEPy-FBS在水介質中也表現出很好的物理穩定性。此外，TPEPy-FBS在遠紅/近紅外區域也表現出明亮的雙光子熒光，其在飛秒級激光的激發下也有著很好的光穩定性，有利于在體內進行高性能的成像。結果證明，該材料在腦血管網絡成像中可以實現較好的成像深度（656 μm），高的信號背景比（234），并可分辨出1.05 μm的小毛細血管。
Shaowei Wang, Bin Liu. et al. Bright AIEgen–Protein Hybrid Nanocomposite for Deep and High-Resolution In Vivo Two-Photon Brain Imaging. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201902717
https://doi.org/10.1002/adfm.201902717
9. CM：自組裝的金納米團簇用于增強CT成像和MMP 9質粒shRNA遞送
金納米團簇(Au NCs)由于其良好的光物理性質，在生物醫學領域具有廣闊的應用前景。然而，目前制備Au NCs的基于非硫醇聚合物自組裝的方法往往需要使用對環境不友好的還原劑或非生物相容的聚合物，這在很大程度上阻礙了它們在生物醫學領域的廣泛應用。暨南大學俞思明、薛巍和馬棟等團隊合作，以疊氮-烷基環化反應為基礎，設計并合成了具有良好生物相容性的殼聚糖嫁接聚賴氨酸(CPL)樹突，隨后基于此利用一步法合成了Au@CPL NCs。Au@CPL NCs與臨床使用的碘苯六醇相比，具有更好的CT成像性能并對基質金屬蛋白酶-9質粒shRNA (pMMP-9)有著更高的遞送效率。通過對其表面進行RGD修飾功能化后，該Au@CPL-RGD/pMMP-9復合物能準確有效地在體內外抑制腫瘤生長。因此，這一工作也為制備具有增強的腫瘤診療性能的金納米團簇提供了新的策略。
Siming Yu, Rong Wen, Wei Xue, Dong Ma. et al. Chitosan-graft-Poly(L?lysine) Dendron-Assisted Facile Self-Assembly of Au Nanoclusters for Enhanced X?ray Computer Tomography Imaging and Precise MMP?9 Plasmid shRNA Delivery. Chemistry of Materials. 2019
DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b00507
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.9b00507
10. JACS：利用芯片電化學模擬突觸前膜構建可釋放多巴胺的金表面結構
國家納米科學中心鄭文富團隊、蔣興宇團隊和蘭州大學張浩力教授團隊合作報道了一種在微流體芯片上構建模擬突觸前膜的，可緩釋多巴胺的金表面結構的策略，用于模擬體內的神經信號傳導。實驗采用對金表面的，甲基保護的多巴胺自組裝單分子膜(DA SAMs)進行電化學脫保護構建了DA SAMs。通過在金表面施加非水解的負電位可以實現DA SAMs的電化學可控釋放。這種構建DA SAM的方法可以避免由于DA分子的聚合和質子化導致的DA SAM的形成失敗。實驗通過結合微流體技術，利用電化學方法實現了DA在金表面的可控釋放。研究通過在DA SAMs上培養神經元證明了DA SAMs與神經元之間的界面可以作為突觸前膜，隨后釋放的DA則可以精確地調節神經元的活性。這一研究成果在今后的神經生物學研究和藥物篩選領域具有廣闊的應用前景。
Jun Li, Wenfu Zheng, Hao-Li Zhang, Xingyu Jiang. et al. Construction of Dopamine-Releasing Gold Surfaces Mimicking Presynaptic Membrane by On-Chip Electrochemistry. Journal of the American Chemical Society. 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b01003
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b01003
11. Angew：具有精確的藥物比例的適配體-藥物偶聯物用于聯合靶向治療癌癥
聯合治療(藥物聯合治療(DCCT))是針對于腫瘤增殖相關的多種機制，能夠有效地提高治療效果，降低藥物劑量并有效解決腫瘤對單個藥物的耐藥性問題。然而，目前大多數的DCCT策略都不能精確地調整藥物比例并將其精確地遞送至腫瘤細胞內。湖南大學趙子龍團隊、譚蔚泓院士團隊和中科院化學所方曉紅團隊合作設計了一種二價適配體-藥物偶聯物(cb- ApDCs)。cb- ApDCs不僅具有高的穩定性、可特異性識別、良好的細胞攝取和酯酶觸發釋放等優點，而且其中的藥物比例也可以被精確調整，從而在不需要復雜化學過程的情況下讓單個藥物具有更好的協同作用。
Fang Zhou, Peng Wang, Zilong Zhao, Xiaohong Fang, Weihong Tan. et al. Molecular Engineering-Based Aptamer-Drug Conjugates with Accurate Tunability of Drug Ratios for Drug Combination Cancer Targeted Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201903807
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201903807
12. AM：通過將神經生長因子遞送到中樞神經系統以促進神經再生
中樞神經系統(CNS)在控制感覺和運動功能方面發揮著重要作用，其屏障的破壞可導致嚴重和衰弱的神經障礙。神經營養因子是治療受損中樞神經系統幫助其再生的一種有效藥物。然而，如何實現它們對血腦屏障的有效穿透仍然是目前研究所面臨的一個重大挑戰。加州大學盧云峰教授團隊、Jing Wen教授團隊、Sina Pourtaheri教授團隊和軍事醫學科學院生物工程研究所陳薇教授團隊合作報道了一種基于納米膠囊的神經遞質系統，在靜脈注射后可以將神經生長因子(NGF)遞送進入健康小鼠和非人靈長類動物的中樞神經系統中。實驗結果證明，在病理狀態下通過遞送神經生長因子能夠促進脊髓損傷小鼠的神經再生、組織重塑和功能恢復。該技術也可用于向中樞神經都是其他神經營養因子和生長因子，這也為組織工程和中樞神經系統疾病和神經退行性疾病的治療開辟了一條新的途徑。
Duo Xu, Jing Wen, Wei Chen, Sina Pourtaheri, Yunfeng Lu. et al. Effcient Delivery of Nerve Growth Factors to the Central Nervous System for Neural Regeneration. Advanced Materials. 2019
DOI: 10.1002/adma.201900727
https://doi.org/10.1002/adma.201900727
13. Nature Rev. Mater.：免疫調節的生物材料用于治療1型糖尿病
開發可治療1型糖尿病(T1D)的方法具有重要的實際應用價值，但迄今仍然難以實現。耐受性疫苗和β-細胞替代療法是一種互補的療法，可以針對解決異常的T1D自身免疫攻擊和隨后的β-細胞丟失。然而，這類都需要對病人進行全身免疫抑制，往往會造成不良的副作用。而基于生物材料的工具則可以實現局部靶向的免疫調節，同時也可以對生物材料的特性進行設計或與免疫調節劑相結合以實現局部特定的免疫反應。佛羅里達大學C. L. Stabler團隊和B. G. Keselowsky團隊合作討論了用于治療1型糖尿病的免疫調節生物材料平臺；對將微納米顆粒用于遞送耐受性試劑和自身抗原的研究進行了闡述；并對如何利用宏觀生物材料來提供免疫耐受以及聯合其他領域發揮協同作用做了重點介紹。
C. L. Stabler, B. G. Keselowsky. et al. Engineering immunomodulatory
biomaterials for type 1 diabetes. Nature Materials Reviews. 2019
https://doi.org/10.1038/s41578-019-0112-5
14. Angew：基于不飽和配位的Fe3+探針用于增強的磁共振成像和腫瘤治療
外源性鐵(III)不僅可用于腫瘤磁共振成像，還可通過鐵死亡或光熱治療等方式對抗癌癥。要獲得理想的成像和治療效果，高效準確地將Fe(III)遞送到癌組織則是至關重要的，這需要化學反應很好地平衡Fe3+在腫瘤和正常組織中的釋放動力學。中科院化學所侯毅、高明遠團隊合作報道了一種以上轉換發光(UCL)納米粒子為核心，含有不飽和配位的鐵(III)/沒食子酸絡合物為外殼的新型納米探針。由于引入了不飽和配位結構，納米探針中的Fe(III)只能在微酸性的腫瘤微環境中釋放。UCLs可以被用于定量觀察體內Fe3+的釋放，而釋放的Fe3+也可以作為一種高效的光熱材料。得益于這些獨特的性能，該納米探針在體內表現出很好的靶向腫瘤、可激活的磁共振成像以及高效治療腫瘤的能力。
Peisen Zhang, Yi Hou, Mingyuan Gao. et al. Coordinatively Unsaturated Fe3+ Based Activable Probes for Enhanced MRI and Therapy of Tumors. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201904880
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904880
15. 王春儒Small綜述：金屬富勒烯材料及其在納米醫藥、磁學和電子等領域的應用
金屬富勒烯材料具有碳籠和內部金屬分子的復合性能，在分子材料領域具有廣泛的應用潛力。隨著金屬富勒烯逐漸實現了大規模生產，其應用研究也得到了很大的發展。例如釓金屬富勒烯，其具有良好水溶性的衍生物已被證明具有抗腫瘤活性和靶向腫瘤血管治療的性能。金屬富勒烯類的水溶性衍生物往往具有較高的抗氧化活性，可用于治療活性氧(ROS)誘導的疾病。而磁性金屬富勒烯則具有較好的自旋靈敏度和分子磁性，同樣也有著廣闊的應用前景。金屬富勒烯由于具有多種電子結構，因此是制造電子器件的重要材料之一。中科院化學所王春儒團隊綜述了近年來金屬富勒烯在抑制腫瘤、靶向腫瘤血管治療、抗氧化、自旋探針、單分子磁體和構建電子器件等方面的研究進展，揭示了金屬富勒烯材料所具有的不可替代的作用。
Taishan Wang, Chunru Wang. et al. Functional Metallofullerene Materials and Their Applications in Nanomedicine, Magnetics, and Electronics. Small. 2019
DOI: 10.1002/smll.201901522
https://doi.org/10.1002/smll.201901522
16. PNAS：可激活的PET顯像放射性探針用于報告體內髓過氧化物酶活性
髓過氧化物酶(MPO)是一種典型的促炎酶，與心血管、神經和風濕病相關。麻省綜合醫院John W. Chen團隊介紹了一種可激活的PET顯像放射性探針18F-MAPP，該放射性探針可以與蛋白質結合，并在MPO的活性位點處積累。該放射性探針18F-MAPP具有較短的血液循環半衰期，在血漿中十分穩定且沒有細胞毒性，可穿過完整的血腦屏障。結果證明，18F-MAPP可以對植入了人MPO的活鼠、化學炎癥鼠或心肌梗死小鼠中MPO活性升高的位點進行檢測。并且，18F-MAPP PET成像可在活體動物體內無創地報告MPO活性、競爭性抑制和MPO缺陷，證明了其具有良好的特異性且可以對體內MPO活性的變化進行量化。這一研究數據表明，18F-MAPP將是一種用于非侵入性監測患者體內MPO活性的臨床候選藥物。
Cuihua Wang, John W. Chen. et al. An activatable PET imaging radioprobe is a dynamic reporter of myeloperoxidase activity in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2019
https://www.pnas.org/content/early/2019/05/22/1818434116
17. AFM：娃娃魚皮膚分泌物構建的仿生醫用黏合劑用于傷口愈合
市場上現有的手術組織黏合劑由于黏合性不足以及細胞毒性較高，無法滿足臨床手術的需要。重慶醫科大學張紅梅團隊、張曦木團隊和哈佛醫學院Yu Shrike Zhang團隊合作設計了一種新型的，從娃娃魚的皮膚分泌物中提取的醫用黏合劑SSAD。這種仿生SSAD比纖維蛋白膠具有更強的組織黏附性，而與氰基丙烯酸酯膠相比，它在體內外都具有更好的彈性和生物相容性。這種基于SSAD的黏合劑是利用可再生資源制備的，可以有效促進皮膚傷口愈合和血管生成，并且可完全降解。得益于這些良好的性能，基于SSAD的仿生醫用黏合劑也具有廣闊的臨床應用前景。
Jun Deng, Hongmei Zhang, Shrike Zhang, Ximu Zhang. et al. A Bioinspired Medical Adhesive Derived from Skin Secretion of Andrias davidianus for Wound Healing. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201809110
https://doi.org/10.1002/adfm.201809110
18. Chem. Sci.：發藍光的混合卡賓環金屬化銥復合物
環金屬化的銥復合物已成為有機發光二極管(OLED)和其他光電器件中性能最好的發射體之一。然而，開發設計可以發深藍色光的環金屬化銥復合物目前還是一項難題。休斯頓大學Thomas S. Teets教授團隊報告了一種新的，發藍光的環金屬化銥復合物。其結構為Ir(C^C:NHC)2(C^C:ADC)，其中C^C:NHC為N雜環卡賓(NHC)衍生的環金屬化配體，而C^C:ADC則是一種具有非環二氨基卡賓(ADC)的環金屬化配體。該復合物是通過級聯反應制備的，會發出深藍色光且具有很好的量子效率(ΦPL = 0.13-0.48)，滿足用于顯色器的基本標準。
Hanah Na, Thomas S. Teets. et al. Mixed‐Carbene Cyclometalated Iridium Complexes with Saturated Blue Luminescence. Chemical Science. 2019
DOI: 10.1039/C9SC01386E
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc01386e#!divAbstract
19. Angew：靶向線粒體的傳感器用于對活細胞中的鈣進行比率熒光成像
線粒體對Ca2+的處理過程對于細胞壽命來說至關重要。因此，實現對活細胞線粒體中的Ca2+濃度的測定也具有重要的意義。已有研究表明，基因編碼指示器可以有效解決這一問題，但是其遞送過程要求十分嚴格，而已有的靶向線粒體的Ca2+指示器也有著非特異性定位和毒性較大等缺陷。帕多瓦大學Diana Pendin團隊和Andrea Mattarei團隊合作設計了一種新型熒光Ca2+傳感器Mt-fura-2，該傳感器是通過將兩種三苯基膦陽離子結合到Ca2+指示器fura-2上而獲得的。Mt-fura-2在體外結合鈣離子的解離常數為1.5μM。當該探針進入不同類型的細胞，它可以在線粒體中進行定位并準確檢測其中Ca2+的變化，其效果也優于目前現有的染料。
Diana Pendin, Andrea Mattarei. et al. A Synthetic Fluorescent Mitochondria-Targeted Sensor for Ratiometric Imaging of Calcium in Live Cells. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201902272
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201902272
20. AFM：血小板膜功能化的等離激元微芯片用于癌癥檢測
血小板與癌細胞會發生緊密結合，這也使得利用血小板與癌細胞相互作用的新型仿生系統逐漸被開發設計出來。韓國基礎科學研究院Yoon-Kyoung Cho團隊利用血小板在癌癥診斷中的作用而設計了一個微流體平臺PLT-Chip，它能夠從超小體積(1 μl)的人類血漿樣本中檢測癌癥衍生的細胞外囊泡(EVs)，并將捕獲的EVs通過修飾有EVs特異性抗體的等離激元納米探針進行計數。實驗結果證明，相對于對正常細胞衍生的EVs來說，PLT-Chip能夠更加大量捕獲地多種癌細胞(前列腺癌、肺癌、膀胱癌、乳腺癌)的EVs。此外，PLT-Chip也可以監測腫瘤的生長(100 μm-2.5 mm)并能準確地將癌癥患者的血漿與正常健康對照組的血漿區分開來。得益于這種癌癥特異性結合性能和良好的生物相容性，血小板膜功能化材料將有望在基于EVs的癌癥診療領域發揮重要作用。
Sumit Kumar, Yoon-Kyoung Cho. et al. Human Platelet Membrane Functionalized Microchips with Plasmonic Codes for Cancer Detection. Advanced Functional Materials. 2019
DOI: 10.1002/adfm.201902669
https://doi.org/10.1002/adfm.201902669
21. Small：基于M13病毒的結構用于熒光增強
熒光成像是研究生物相關大分子的一種有力工具，而所用的熒光探針則需要具有較高的位點特異性和發射效率。M13病毒是一種多功能的生物支架，目前已經被用于在其病毒衣殼上組裝熒光團去靶向多種細胞。雖然M13-熒光團體系具有很高的選擇性，但由于低的吸收截面和中等的量子產率，這些平臺的分子檢測限往往很低。麻省理工學院Angela M. Belcher團隊將M13病毒、青色素3染料和銀納米粒子進行協同組裝開發出來一種具有高發射率的熒光探針。實驗通過改變納米顆粒的大小和顆粒-熒光團的分離度，可使青色素3染料的發射效率提高24倍。此外，研究還發現隨著病毒衣殼上染料表面密度的增加，探針的熒光信號也會隨著增強。最后，實驗將該熒光探針用于大腸桿菌的體外染色實驗，進一步證明了在基于M13病毒的結構可用于熒光增強。
Shengnan Huang, Angela M. Belcher. et al. M13 Virus-Based Framework for High Fluorescence Enhancement. Small. 2019
DOI: 10.1002/smll.201901233
