1. Biomaterials：可生物降解的两性离子聚合物膜包覆纳米粒子用于肿瘤光热治疗
长时间的血液循环是药物递送系统实现良好肿瘤治疗效果的一个基本要求。然而，目前常用的纳米颗粒的体内药代动力学性能往往并不能令人满意，这也导致纳米颗粒的临床应用还十分有限。受天然细胞膜包覆策略的启发，同济大学沈顺博士、复旦大学庞志清博士和杨武利教授合作开发了一系列两性离子聚合物膜，并将其包覆在不同种类的纳米粒子上。
研究发现，该两性离子聚合物膜具有很强的蛋白吸附抗性，可以大大降低材料被巨噬细胞摄取的可能，从而延长其血液循环的时间，进而使包覆的纳米颗粒在肿瘤的积累增加。实验以具有光热效应的Fe3O4纳米粒子作为模型，证明了其在被两性离子聚合物膜包覆后可以实现更好的光热治疗(PTT)效果。研究也进一步发现，该两性离子仿生膜可以被谷胱甘肽降解成低分子量(<2000 g mol-1) 的产物。因此，这一研究所开发的可生物降解的两性离子生物膜为延长纳米颗粒的血液循环提供了一个通用的新策略，有望进一步推动纳米医学的临床转化。
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：有机半导体聚合物两亲体用于NIR-II区光学诊疗
开发具有良好的光热稳定性、光热转换效率(PCE)和生物相容性的近红外II区(NIR-II)光响应纳米材料对于光声成像（PA）和光热治疗(PTT)来说有着重要意义。尽管已有研究表明，有机半导体聚合物纳米粒子(OSPNs)在PA成像指导的PTT领域有着很广泛的应用，但是目前都局限于NIR-I区。
香港中文大学边黎明教授、香港城市大学Lidai Wang教授和Chun-Sing Lee教授合作设计并合成了一种新型的NIR-II区有机半导体聚合物两亲体(OSPA)。该OSPA具有良好的光学特性、低毒性、尺寸适中等优势，其在NIR-II光辐射下可以有效地杀死癌细胞，并且能在被静脉注射后在小鼠肿瘤内有效富集，以实现NIR-II光触发的光学诊疗。
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.：调节热激活延迟荧光材料的激子动力学以调控双光子纳米诊疗
苏州大学张晓宏教授、香港城市大学李盛亮博士和Chun-Sing Lee教授合作提出了一种有效的策略来调整辐射激发态衰变的激子动力学，进而增强材料的双光子纳米诊疗性能。实验设计了两个具有不同供电子段的热激活延迟荧光(TADF)分子，它们具有供-受体结构和聚集诱导发光（深红光）的特性。
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分子模拟结果表明，供电子截面的改变可以有效地调节单重态到三重态的能隙和振子强度，从而实现有效的能量流。研究结果证明。具有良好穿透深度的双光子激光可以激发TADF NPs以产生单线态氧和进行荧光成像，因此它是一种很好的双光子纳米诊疗试剂，并能够在生成单线态氧和产生荧光之间实现良好平衡。这一研究工作表明，通过调节激子动力学可以合理地设计TADF材料，进而成为纳米诊疗试剂的优良候选材料。
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：二维硒化锡纳米片能够模拟细胞代谢中的脱氢酶
脱氢酶在细胞代谢的三羧酸(TCA)循环中发挥着重要的作用，因此其在生物医学领域也有着广泛的应用，但重组型脱氢酶往往具有稳定性差、成本高等亟待克服的缺点。江西师范大学高兴发教授和苏州大学李瑞宾教授合作发现二维SnSe纳米片能够模拟天然脱氢酶的活性，从而有效地催化1-(R)-2-(R')-乙醇基的氢转移。
与乳酸脱氢酶(LDH)等天然脱氢酶不同的是，SnSe对反应条件的变化(如pH、温度和有机溶剂)有着极强的耐受性，并具有很好的可重复利用的性能。结构-活性分析表明， SnSe所具有的单原子结构、Sn空位和结合氢的亲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.：微环境响应型小分子探针营业检测肺纤维化
肺纤维化(PF)是一种致死性疾病，其发病率也在逐年不断上升。对PF进行早期的诊断可以有效改善预后，但这在目前仍是一个不小的难题。已有研究表明，一氧化氮(NO)水平的上调是PF的典型微环境特征，中科院上海药物研究所臧奕研究员和浙江大学李新博士合作制备了一种小分子探针PNO1，它能利用荧光的手段对这种微环境特征进行检测，进行用于PF的诊断。
实验结果表明，PNO1的荧光在PF病变小鼠肺中会比正常对照组高6倍。而除了在体内的应用之外，PNO1还可以在体外用于检测PF病变的细胞和临床患者的PF病变组织。
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调节造血干细胞的存活进而影响肿瘤的发生和化疗响应
新加坡A-STAR研究所Vinay Tergaonkar团队利用Rap1缺失小鼠模型证明了哺乳动物的Rap1在影响造血干细胞存活、肿瘤发生和化疗响应中发挥着重要的作用。实验结果发现，RAP1会与DNA损伤响应(DDR)通路的许多“成员”发生相互作用。而缺失了RAP1的细胞的XRCC4/DNA连接酶IV和DNA- PK之间的相互作用会减弱，并且细胞会在DNA连接酶IV向受损染色质“募集”的过程中受到损伤。
与RAP1在DNA损伤修复中的作用相一致的是，RAP1缺失后会在体内通过NHEJ来减少对断裂双链修复，从而减少了B细胞类别转换的重组。最后该研究也发现，RAP1的水平可以成功地用于对乳腺癌和结肠癌的化疗结果进行预测。
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：衰老的体内微环境对肿瘤发展的影响
已有数据表明，癌症在60岁以上的人群中发病率较高。而随着世界人口寿命的延长，癌症也正成为一个严峻的公共卫生问题。费城威斯达研究所Ashani T.Weeraratna团队综述讨论了衰老的体内微环境在促进肿瘤发展中的作用；介绍了人体衰老过程中正常细胞和分子所发生的变化（包括细胞外基质的生物物理变化、分泌因子的变化和免疫系统的变化等）以及这些变化对肿瘤的发展和治疗响应的影响。
值得注意的是，在临床前研究中，衰老的体内微环境对治疗响应的影响往往都被忽略了，大多数的研究都是以8周大的小鼠为模型进行实验，而不是以与疾病相匹配的 “老年”小鼠作为研究的模型，这一因素也与许多成果的临床转化失败密切相关。
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.：单层硼掺杂石墨烯量子点用于体内T1加权MRI
钆(Gd)基螯合物由于具有高灵敏度和对比增强的性能，被广泛用作于磁共振成像(MRI)的临床T1造影剂。然而，由于这些造影剂在体内会产生金属离子的毒性，它们在医学上的应用也受到了一定的限制。华盛顿大学张米琴教授团队制备了一种单层硼掺杂的石墨烯量子点(SL-BGQD)。SL-BGQD在对主要的体内器官(肾脏、肝脏、脾脏以及血管)成像时具有更高的正向增强效果。
研究的结果表明，SL-BQGD能够绕过血脑屏障，并在被单次注射后可以持续进行至少一个小时的成像。血液学和组织病理学分析则表明，SLBGQD对野生型小鼠基本没有毒副作用，因此，它也有望成为一种更加安全高效、临床可用的MRI造影剂。
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.：双光子激发的红光发射纳米荧光探针用于细胞内pH成像
湖南大学李继山博士团队制备了一种双光子激发的、红光发射的比率pH纳米传感器，它是由对pH敏感的双光子染料和Tm3+掺杂的上转换纳米粒子(UCNP)组成的。研究发现，染料和UCNP的荧光发射峰比值(I610 / I810)会对pH值4.0到6.5的变化做出线性响应，并且该响应的灵敏度也很高。
实验结果表明，该纳米探针会选择性地积累在细胞的溶酶体中,因此它很适用于对溶酶体内的pH值进行传感检测，并能被成功地应用于对活细胞和组织细胞内的pH值变化进行成像。
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.：基于病毒的纳米疫苗用于癌症免疫治疗
基于病毒的癌症疫苗在目前被认为是用于癌症免疫治疗的一种有效方法，但是它们所引起的大多数免疫反应其实往往是针对病毒而非肿瘤的。赫尔辛基大学Hélder A. Santos教授和Vincenzo Cerullo教授合作利用多疫苗接种策略构建了带有肿瘤抗原的、肿瘤细胞膜包裹的溶瘤病毒作为纳米疫苗ExtraCRAd。
实验结果表明，ExtraCRAd在体内外均能够表现出增强的感染性和溶瘤作用，并且这个纳米疫苗平台也可以在体内控制侵袭性黑色素瘤和肺肿瘤的生长，同时也可以产生高度特异性的抗癌免疫反应。因此，ExtraCRAd可以作为下一代个性化的癌症疫苗以增强改进对癌症的靶向免疫治疗。
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综述：设计用于细胞培养和模拟组织微环境的微凝胶材料
尺寸在微米级的水凝胶被称为微凝胶，它是一种多功能的平台，可以在模拟细胞微环境时对组织的异质性进行很好地再现。微凝胶既可以作为单个细胞的培养单元，也可以被组装成更大的支架材料。因此，单个的微凝胶既可以被用于对单个或多个细胞进行共培养，也可以被用作模拟组织异质性的微孔组装支架。
科罗拉多大学Kristi S. Anseth教授团队对用于细胞培养和模拟组织微环境的微凝胶材料及其相关研究进展进行了综述；并对这类水凝胶支架材料向个体化医疗方向的发展和面临的挑战进行了介绍。
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.：非透皮的微针给药
微针(MNs)已经被用于药物递送的历史已经超过了20年，它可以证明通过微创的方式穿透限制性的组织屏障，进而显著提高透皮给药的效率。虽然在早期的MNs多用于经皮给药，但这项技术也可以被应用于各种其他非经皮的生物医学领域。
一些例如多层或中空的MNs也已被开发以满足应用的需要。最近的研究也都在致力于实现MNs的种类多样化，包括形状、材料和机械性能等方面，以使其可以为特定的器官应用进行量身定制。加州大学洛杉矶分校NureddinAshammakhi教授和Khademhosseini教授合作对非透皮的MNs给药研究进行了综述；并讨论了非透皮给药在穿越眼、血管、口腔和粘膜组织的生物屏障中的应用。
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：利用光声成像对纳米载体的药物释放进行定量研究
目前，对纳米药物载体进行成像的研究已经取得了显著的进展，但是还很少有策略可以对药物从载体上的释放进行实时成像。加州大学圣地亚哥分校Jesse V. Jokerst教授报道了一个简单的，通过亚甲基蓝的氧化还原反应和光声成像来监测药物释放的策略。当亚甲基蓝从氧化态变成还原态时，其具有的亮蓝色和强的光声信号也会变成没有光声信号的透明状态。
实验将还原态的药物-染料结合物锁在纳米颗粒内，此时它不会发出光声信号；而当药物从载体上释放时，染料会被氧化，因此可以用光声成像对释放进行定量。实验也进一步利用紫杉醇-亚甲基蓝偶联物(PTX-MB)对这一策略进行了证明。因此这一工作也为实现药物释放的监测提供了一个新的策略。
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/钌(II)复合物的SERS纳米探针用于实时检测一氧化碳
湖南大学吴朝阳教授和李继山副教授合作制备了一种表面增强拉曼散射(SERS)纳米传感器，并将其用于对一氧化碳(CO)进行实时比率检测。该纳米探针以具有高活性的SERS基底金-银(Au−Ag)合金纳米颗粒为内核，将作为CO传感元件的炔基/钌(II)复合物固定在其表面，并利用多孔的硅壳对其包覆以提高材料的稳定性和生物相容性。当CO取代了该材料的炔基配体后，在SERS谱上会使得炔基的振动降低，而金属羰基络合物的信号则会增加，因此可以对CO进行有效的实时比率检测。
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的荧光Trp(redBODIPY)环肽用于侵袭性癌症成像
角蛋白1 (KRT1)在鳞癌细胞中会表达，并且也与乳腺癌的侵袭性病理有关。巴塞罗那大学Rodolfo Lavilla和爱丁堡大学Marc Vendrell合作设计制备了第一个基于Trp的红色荧光氨基酸，它具有非常优异的光物理性能。实验研究证明，该材料可以以低破坏性的方式来标记制备新型的荧光环肽，进而可以在整个肿瘤组织中对表达KRT1 的细胞进行成像。
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：金纳米粒子在细胞内的生物降解和再结晶过程
金纳米颗粒（Au NPs）在生物医学领域的应用正变得越来越广泛。然而，人们对它们在生物体中的长期“命运”还知之甚少，目前的普遍认知也是认为Au NPs的惰性会妨碍它们的生物降解。巴黎大学Florence Gazeau和Florent Carn合作，在长达6个月的时间里，对原始成纤维细胞捕获的Au NPs的生物转化进行了监测。
研究结果发现，越小尺寸的AuNPs在细胞内降解消失得也更快，而这种降解是由NADPH氧化酶所介导的。同时，Au NPs的再结晶过程会产生生物矿化的纳米结构，2.5 nm的Au NPs会自组装成纳米片，并且金属硫蛋白是这一生物矿化过程的重要参与者。
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：石墨烯量子点用于成像指导的近红外II区光热治疗
石墨烯量子点(GQDs)因其具有良好的生物相容性和快速的可清除性能，被认为是一种新兴的用于癌症光热治疗(PTT)的纳米材料。然而，目前的GQDs一般都是在较短波长(<1000 nm)下的有光吸收，这也限制了其在用于近红外II(1000-1700 nm, NIR-II)光热治疗时的治疗效果。南京大学聂蓉蓉、中科院合肥物质科学研究院陈乾旺和王辉合作报道了一种在NIR-II区(1070 nm)有强吸收的9T-GQDs。该9T-GQDs是以苯酚为单前体，通过调节过氧化氢在9T强磁场下的分解，利用一步溶剂热处理所合成的。
该9T-GQDs的尺寸分布均匀(3.6 nm)，荧光可调谐 (量子产率16.67%)，光热转换效率高(33.45%)。体内外实验结果表明，9T-GQDs能有效杀伤肿瘤细胞，进而抑制肿瘤生长，并且能在活体小鼠中对肿瘤实现增强的近红外成像，从而表明它是一种性能优异的NIR-II区光学诊疗纳米平台。
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综述：基于卟啉的纳米复合材料用于靶向诊疗
卟啉是一种被称为生命色素的有机化合物，它们在光动力和声动力治疗以及磁共振、荧光和光声成像中都有着广泛的应用。目前，虽然已有的卟啉种类十分繁多，但还很少有材料可以实现临床的应用。由于卟啉的疏水性以及它们通过平面分子的堆积而产生的聚集，使得它们在水介质中很难被应用。
因此，研究普遍将它们封装在纳米颗粒(NPs)或附着在各种递送工具上来改善其应用效果。马凯特大学Mohammadreza Tahriri和麻省总医院Michael R. Hamblin合作对基于卟啉的纳米复合材料及其医学应用，包括药物递送、促进受损器官的愈合和修复以及治疗癌症等进行了综述介绍，并对这一领域的发展前景进行了展望。
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.：光激活的有机分子马达及其应用
分子马达是细胞机器的核心，它可以将输入的化学和光能转化为机械能。其中，可被光激活的分子马达比由生物化学因子激活的分子马达往往更有优势。因为人们可以在气相、溶液或真空中进行反应的同时，对分子马达进行精准的时空控制，同时也不会产生多余的化学副产物。
莱斯大学James M. Tour教授对光激活的有机分子马达的起源和功能模式进行了综述介绍，并对嵌入有分子马达的超分子结构和光导材料在催化、生物环境和生物医学领域中的作用和发展前景进行了介绍。
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：具有高效光致发光和光热转换性能的VS2纳米片
由电子态的局域化和多次散射特性所引起的二维非晶纳米片的电子-声子耦合在光学领域表现出了优异的性能。但是由于制备方法的限制，开发具有可控电子结构和本征光学性质的单层纳米片的报道还很少。郑州大学许群教授通过改变超临界CO2的压力和温度，制备了二维非晶化VS2和部分晶化的二维VO2(D)纳米片。研究结果表明，由于强的载流子局域化和量子约束等因素，这种独特的二维非晶VS2纳米片具有全波段吸收、强的光致发光和优异的光热转换效率等性能。
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.：酞菁作为光敏剂用于癌症光动力治疗
酞菁类化合物具有十分优越的光学性能，这也使它们成为一类被广泛用于癌症光动力治疗的光敏剂。目前已有多种酞菁衍生物正在被应用于不同的临床实验阶段，人们也在努力提高其光动力效应，同时也致力于开发先进的酞菁类化合物材料，使其具有更好的光学性能、双重的治疗作用、可以靶向肿瘤或者可以在肿瘤部位被特异性激活等。
罗斯威尔帕克癌症研究所Ravindra K. Pandey、香港中文大学Dennis K. P. Ng教授、IMDEA Nanociencia的Toma´s Torres和盖布泽技术大学Fabienne Dumoulin教授合作综述了作为光敏剂的酞菁类化合物在癌症光动力治疗方面的应用优势，并对这一领域的发展进行了展望。
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
