纳米人-34篇顶刊 | 谭蔚泓、鲍哲南、申有青、林文斌、樊江莉、浦侃裔、赵远锦、贺健康、杨黄浩、张振中、彭飞等最新成果

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奇物论 2020-05-05

周报会迟到，但不会缺席！以下为上周生物材料、纳米医学、可穿戴与器件三个领域的精选周报，供大家学习和交流，用最少的时间掌握生物（纳米）材料等生命健康领域的最新趋势！

生物材料

以医疗为目的，用于诊断、治疗、修复或替换人体组织器官或增进其功能的材料被称为生物材料。

下面，奇物论编辑部对上周部分生物材料的报道进行收集，供大家学习交流。

1. Chem. Rev.：光交联技术在生物印刷中的基础与应用

在生物制造领域，生物印刷技术已经迅速发展成为一种领先的、广泛采用的制造方法，用于设计和生产活体组织结构的添加剂。通过利用计算机辅助设计（CAD），生物打印能够以精确和可复制的方式自动形成具有所需结构的生物材料。在生物制造技术和生物油墨材料的基础上，许多生物印刷方法都采用了光，这些通常可以分为基于挤压的生物打印和基于平版印刷的生物打印。光提供了对材料反应行为的时空控制，可以用来帮助制造三维结构。此外，基于光的化学方法通常非常有效，同时产生最少的副产品，这是制造含有活细胞的生物相容性结构的一个重要考虑因素。

近日，新西兰奥塔哥大学的Khoon S. Lim和Tim B. F. Woodfield研究团队的在ChemicalReviews上发表综述文章，概述了快速发展的生物制造领域，特别是关于光交联（即基于光）技术的应用方面。

本文要点：

1）重点讲解了光交联的基本原理，以及在挤出和光刻生物打印中成功设计和实现光交联生物油墨和生物树脂的关键标准；

2）描述了与天然和合成材料的光交联（如自由基链聚合、硫醇-烯、光催化氧化还原）相关的机理，以指导生物墨水和生物酶的设计，包括聚合物的选择、官能团修饰、光引发剂和光源，使其易于细胞相容性光交联。

3）根据材料选择和感兴趣的生物印刷技术，描述了特定的生物油墨或生物酶的特性和必须达到的标准，以确保最佳的印刷性和实用性。

4）最后，提供了基于光的生物打印在体外组织模型、组织工程和再生医学中的最新应用实例，以进一步激发生物打印领域的未来机遇。

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KhoonS. Lim, et al. Fundamentals and Applications of Photo-Cross-Linking inBioprinting. Chemical Reviews, 2020.

DOI：10.1021/acs.chemrev.9b00812

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.9b00812

2.Mater. Today：垂直3D打印：直接墨水书写独立式柱状阵列

在过去的三十年中，各种增材制造技术逐渐成熟，并将在未来的制造业中发挥重要作用。其中，直接墨水书写已引起材料和组织工程领域的极大关注，在这些领域中，胶体墨水通常按照X-Y平面中的预定路径在Z-方向上以适当的增量挤出和分配。但是，在一种极端情况下，即柱状阵列，如果使用切片和增材制造的常用方法，则尺寸分辨率可能会与喷嘴和设计有所偏差。有鉴于此，阿威罗大学José M.F.Ferreira、BoNan和波尔图大学Francisco J.Galindo-Rosales报道了将粘弹性胶态陶瓷和金属油墨单向、周期性地印刷成独立式且可调高度的柱状阵列的多个实例。

本文要点：

1）研究人员采用经济、高效、可控的方法对柱状阵列进行了3D打印，由于柱状阵列是独立的，因此不需要外部热源或光源来固化或硬化所打印的柱状阵列。这一特点可大大提高加工效率(有时固化或固化时间可达数小时)，降低成本。

2）更重要的是，3D打印的自由度将不再局限于传统的X-Y平面，而是可以更加灵活：可以只在Z方向，在X-Z和Y-Z平面，甚至在X-Y-Z空间，这对于组织工程是非常有用的。通过高速摄像机的实时分析演示了柱状阵列的详细打印参数，3ITT测试解释了柱状阵列具有独立性的原因和均匀油墨的重要性。

3）这种直接沉积柱状阵列可以减少机械加工过程中的切削浪费和模具、乳化液的使用量，与成型工艺相比，提高了制造效率。而且通过精确控制打印的启动、停止和重新启动，可以实现不同的打印路径和自由度。

将这种垂直打印与传统的水平打印相结合的方法为3D打印过程中未来的创新步骤奠定了基础。

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Bo Nan, et al. 3D printingvertically: Direct ink writing free-standing pillar arrays. Mater.Today 2020.

DOI:10.1016/j.mattod.2020.01.003.

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.01.003

3.Biomaterials：用于轴突导向的柔性定向聚酯支架的快速成型

生物可降解聚酯材料由于具有良好的生物相容性和一定的降解周期，已被广泛应用于神经导向支架的制备。然而，传统的制备多孔聚酯支架的方法对形状和微观结构的控制有限。有鉴于此，以色列理工学院Shulamit Levenberga等人开发了一种基于3D打印的制造工艺，以生成高度有序和解剖个性化的用于软组织再生的聚酯支架。

本文要点：

1）由聚乳酸-乙醇酸(PLGA)和聚-L-乳酸(PLLA)组成的支架是专为神经损伤定制的。这是通过使用一种定向多层打印图案获得的，该图案在制作的支架中建立了线性结构，以匹配神经组织的对齐分布。

2）在脊髓损伤模型中，定向支架在体外和体内均能引导再生轴突呈线性构象，并支持诱导的多能干细胞源性神经元的生长。

综上所述，此研究制备的支架可能会促进神经再生领域的发展，此外，还可以整合各种修饰，以生成用于各种组织的软种植体。

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BenKaplanab, et al. Rapid prototyping fabrication of soft and oriented polyesterscaffolds for axonal guidance. Biomaterials, 2020.

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120062

4. Chem.Rev.：用于生物医学应用的光聚合生物材料和基于光的3D打印策略

自增材制造（3D打印）问世以来，这项技术彻底改变了生物制造领域，并推动了组织工程和再生医学领域的许多关键性进展。自Charles Hull首次向世界介绍立体光刻技术之后，许多3D打印方法也被开发出来。有鉴于此，美国加州大学圣地亚哥分校Shaochen Chen等人综述适用于光基3D打印方式的生物材料的发展，并重点介绍了生物打印的应用。

本文要点：

1）研究人员首先介绍了光固化生物材料中光聚合反应的基本原理和机理，然后总结了常用的光抑制和光亲和化学反应来控制聚合动力学。并讨论了用于光基印刷的可光交联天然、合成和复合生物材料的最新文献，以及它们在组织工程和再生医学中的应用。

2）总结了在选择与光基3D打印设置兼容性及其在组织工程应用中的效用时，必须考虑的几个标准。主要的评价标准包括：（1）生物降解特性，以确保适当的组织重塑而无有害的副产物；（2）在具有最小免疫原性的细胞存在下的生物相容性；（3）所选生物材料配方的机械特性；（4）最终打印结构的结构稳定性；（5）适当的聚合机制，以实现预期的生物学应用所需的水凝胶特性以及（6）生物材料组合物的光学性能和3D打印机设置，以确保达到最佳的打印条件。

3）最后，研究人员回顾了最近从串行到平面再到体积构建的光基3D打印方式的进展和演变，并讨论了提高打印分辨率和质量控制的策略，以标准化未来的打印优化方法。

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ClaireYu, et al. Photopolymerizable Biomaterials and Light-Based 3D PrintingStrategies for Biomedical Applications. Chem. Rev. 2020.

DOI:10.1021/acs.chemrev.9b00810.

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00810

5. Theranostics：壳聚糖修饰的Fe₃O₄/KGN纳米探针用于骨软骨MR诊断和再生

由于外伤或病理变化引起的骨软骨缺损往往会升级为全关节退化，甚至会导致残疾。由于软骨无血管和其自身有限的增值能力，如何对软骨进行修复和精确诊断一直是一个巨大的难题。上海交通大学许建荣教授和崔大祥教授开发了一种壳聚糖修饰的Fe₃O₄多功能纳米探针，该纳米探针可以自发地与小分子生长因子kartogenin (KGN)进行自组装。该纳米探针可以实现增强的T₂加权磁共振成像(MR)，进而用于对软骨进行准确诊断和促进骨软骨再生。

本文要点：

1）实验首次将该纳米探针应用于对脂肪来源的干细胞(ADSCs)进行研究，发现它可作为一种新型的阳性MR造影剂，并且在促进ADSCs向软骨细胞分化方面也能够发挥重要作用。

2）这种自组装的探针不仅在体内外都具有良好的生物相容性，而且还能够通过T₂加权的磁共振成像对正常或损伤组织进行鉴别，同时在12周的再生周期内MR信号也会发生明显的衰减。由此表明，利用Fe₃O₄-CS/KGN纳米探针可以很容易地识别软骨缺陷位置，同时也能够作为促进干细胞软骨分化的治疗工具。

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YupingHong. et al. Chitosan modified Fe₃O₄/KGN self-assemblednanoprobes for osteochondral MR diagnose and regeneration. Theranostics.2020

DOI:10.7150/thno.43569

https://www.thno.org/v10p5565.htm

6.Science Advances: 新型脂质体固定在复合支架上，促进骨再生

生物活性物质的传递和干细胞命运的调控是促进组织再生的重要途径。于此，加州大学洛杉矶分校Min Lee等人使用刺猬通路中平滑蛋白的小分子激活剂[20S-羟基胆固醇（OHC）和吗啡胺（PUR）]作为载体和货物，开发了平滑激动剂sterosome（一种最近开发的由非磷脂和高固醇含量形成的脂质体纳米载体系统）。即使没有药物加载，坚硬体也具有固有的骨诱导特性。

本文要点：

1）Sterosome通过生物启发的聚多巴胺中间体共价固定在三维支架上，以制造用于骨再生的杂化支架。固定有脂质体的杂化支架不仅为细胞粘附和增殖提供了有利的底物，而且以持续且空间靶向的方式递送生物活性剂。

2）此外，该支架通过OHC / PUR介导的刺猬途径的协同激活显著改善了骨髓干细胞的成骨分化，并且还增强了小鼠颅骨缺损模型中的骨修复。该系统可作为多种应用的多功能生物材料平台，包括治疗性给药和内源性再生医学。

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LeeC-S, et al. Smoothened agonist sterosome immobilized hybrid scaffold for boneregeneration. Science Advances. 2020;6(17):eaaz7822.

DOI:10.1126/sciadv.aaz7822

https://advances.sciencemag.org/content/6/17/eaaz7822

7. AM：折纸设计的水凝胶多变形物作为多态开关的应用

变形材料在软机器人，智能设备等方面具有广阔的应用前景。在各种设计策略中，折纸结构被认为是从普通材料的平面设计中获得复杂3D配置和空前性能的强大工具。于此，浙江大学吴子良等人展示了一些kirigami设计用于复合水凝胶片材的可编程，多稳态3D配置。

本文要点：

1）通过光刻聚合，制造了多孔复合水凝胶片，其中软和活性水凝胶条在刚性和被动水凝胶框架中进行图案化。浸入水中时，由于溶胀不匹配，胶条弯曲到平面外。

2）在kirigami结构中，几通过引入切口破坏了几何连续性，因此变形自由度显着增加。通过控制每个条带的屈曲方向，可以在单个复合水凝胶中获得多种构型。也可以通过使用分层设计的折纸结构获得多层配置。电路的多接触开关是通过利用多层凝胶配置而设计的。

3）此外，通过在kirigami设计中引入手性来实现旋转模式。用于可编程变形的kirigami结构的多功能设计应适用于其他智能材料，从而有望应用于生物医学设备和柔性电子产品。

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Hao,X. P., et al., Kirigami‐Design‐Enabled Hydrogel Multimorphs withApplication as a Multistate Switch. Adv. Mater. 2020, 2000781.

https://doi.org/10.1002/adma.202000781

8. ACS Nano: 负载黑磷的可分离微针作为伤口愈合的响应性氧气输送载体

氧气载体在生物医学研究和临床应用中引起了广泛的兴趣，例如伤口愈合，替代性输血和急性创伤治疗。为了满足特定的要求，人们已经致力于生产具有特殊功能和特性的氧气载体。有鉴于此，南京大学医学院的赵远锦和孙凌云设计了负载黑磷（BP）的可分离的响应性微针（MNs），此微针具有携氧能力和可控的输氧能力，可促进伤口愈合。

本文要点：

1）将明胶甲基丙烯酰基（GelMA），2-羟基-2-甲基苯乙酮（HMPP），黑磷量子点（BP QDs）和血红蛋白（Hb）在去离子水中混合在一起以制备针尖溶液，聚乙酸乙烯酯（PVA）作为背衬溶液。然后通过两步模板复制方法制造了这种微针。在此过程中，首先通过离心将微针模板装满针尖材料溶液。在去除多余的并固化尖端后，添加背衬层材料的溶液PVA覆盖尖端。最后，可以通过脱模获得完整的微针补丁。

2）PVA具有快速溶解性的优点，因此很快MNs应用于皮肤后消失，并且无细胞毒性，生物相容性的GelMA尖端留在皮肤内部。此外，由于BP QDs的出色的光热效应和Hb的可逆氧结合特性，近红外线照射后皮肤的局部温度将升高，导致响应性的氧释放。微针在治疗Ⅰ型糖尿病大鼠模型的全层皮肤伤口方面显示出令人满意的实用效果，这表明它们在伤口愈合和相关生物医学领域中具有广阔的前景。

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Xiaoxuan Zhang et al. Black Phosphorus-Loaded Separable Microneedles asResponsive Oxygen-Delivery Carriers for Wound Healing. ACS Catal. 2020.

DOI: 10.1021/acsnano.0c01059

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c01059

9. Small：人叶芯片--一种与腔室特定器官结合的仿生血管系统

血管网络是构建具有可控物理和生化变量的三维生理微环境的器官芯片系统的核心组成部分。受无所不在的生物系统，如叶脉和循环系统的启发，香港理工大学Zhao Xin、西安交通大学贺健康等人设计了一种制造策略，以开发自由设计腔室集成的仿生血管系统，并将其作为腔室特定血管化器官的壁龛。

本文要点：

1）为概念验证，制作了一个具有仿生多尺度血管系统的人-叶-芯片系统，该系统将自组装的三维血管系统连接到腔室中，模拟了连接血管化器官的人体心血管系统的体内复杂结构。

2）此外，在系统的两个半部分中分别构建了两种不同类型的血管化器官，以验证其在单芯片中进行器官特异性转移研究的比较实验的可行性。

3）通过人脐静脉内皮细胞(HUVECs)成功培养人肝癌G2细胞(HepG2s)和间充质干细胞(MSCs)，表明血管形成良好，通过灌注胰腺癌细胞模拟器官特异性转移，结果表明MSCs对肿瘤的包埋效果明显，而HepG2s则没有这种良好的包埋效果。

鉴于其良好的培养效果、研究设计的灵活性和易于修改性，上述结果表明，在保留器官间串扰的同时，仿生人-叶-芯片在比较和转移研究中具有巨大的潜力。

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Mao Mao, et al. Human‐on‐Leaf‐Chip: ABiomimetic Vascular System Integrated with Chamber‐SpecificOrgans. Small, 2020.

DOI:10.1002/smll.202000546

https://doi.org/10.1002/smll.202000546

10.Small：富氮碳点介导组装DNA纳米结构用于癌症治疗

DNA纳米结构作为药物传递、生物传感和生物成像的支架，由于其在生理环境中的脆弱性、不利于结合任意客体分子和其他所需功能而阻碍了其发展应用。DNA纳米结构与小分子在替代体系中的非正则自组装是拓展其在多学科领域应用的一种有吸引力的策略，但很少有人探索。在此，新加坡国立大学David Tai Leong、第三军医大学Guansong Wang、Hang Qian等人报告了一种富氮碳点(NCDs)介导的DNA纳米结构自组装策略。

本文要点：

1）由于NCDs具有优异的光致发光和光动力学性能，所制备的DNA/NCDs纳米复合物在生物成像和抗癌治疗方面具有巨大的潜力。

2）NCDs可以在较大的温度和pH范围内以无镁的方式等温地介导DNA纳米棱镜(NP^NCD)的自组装。

3）为了探索NP^NCD在潜在生物医学应用中的适用性，对NP^NCD的细胞毒性和细胞摄取效率进行了评价。NP^NCD与KRAS siRNA(NP^NCDK)进一步偶联用于KRAS突变的非小细胞肺癌治疗。NP^NCDK具有良好的基因敲除效率和体外抗癌作用。目前的研究表明，将NCDs与可编程DNA纳米结构偶联是赋予DNA纳米结构新功能的有效策略，NP^NCD可能是一种潜在的具有CDs微调特性(如近红色荧光或光热活性)的治疗平台。

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DiWu, et al. Assembling Defined DNA Nanostructure with Nitrogen‐EnrichedCarbon Dots for Theranostic Cancer Applications, Small, 2020.

DOI:10.1002/smll.201906975

https://doi.org/10.1002/smll.201906975

纳米医学

本周纳米生物医学周刊涵盖荧光探针、肿瘤诊疗、分析传感等重要领域，供大家参考~

荧光探针

1. Anal. Chem：基于量子点的增敏系统用于增强纳米粒子的光子吸收和近红外 II区发射

利用有效的能量转移这一策略可以克服由于4f-4f跃迁所导致的镧系离子的窄带和弱吸收等固有弊端。福州大学宋继彬教授和杨黄浩教授构建了一个基于量子点的增敏系统，即通过将发射近红外光的量子点(QD)作为增敏剂，增强镧系元素掺杂的纳米颗粒(LNP)的近红外II区(NIR-II)发射性能。

本文要点：

（1）Ag₂SQD可以使得Er³⁺掺杂的LNP的NIR-II发光强度比LNP提高17倍，而亮度则增强10倍。这是由于QD的增敏系统可以提高LNP的光子吸收率，并且使得LNP的吸收光谱全面拓宽。

（2）此外，被QD增敏的LNP系统也具有良好的光稳定性，因此通过QD与LNP的原位交联能够提高对肿瘤NIR-II成像的信噪比。因此这一研究充分证明，利用QD增敏系统也为实现纳米颗粒体系的高效能量转移提供了一个新型的途径和方法。

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参考文献：WenminZhang. et al. Quantum Dot-Based Sensitization System for Boosted PhotonAbsorption and Enhanced Second Near-Infrared Luminescence of Lanthanide-DopedNanoparticle. Analytical Chemistry. 2020

DOI:10.1021/acs.analchem.0c00529

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c00529

2. Nature Biomed. Eng：超亮荧光纳米级标记物用于极微量生物标记物检测

生物样品中低丰度分子生物标志物的检测和定量具有挑战性。于此，美国华盛顿大学圣路易斯分校SrikanthSingamaneni等人表明，等离子纳米级构建体可作为“附加”标签，用于广泛的生物检测，且在不改变其工作流程和读出设备的情况下，提高了它们的信噪比和动态范围。

本文要点：

1）等离子体激元构建体由带有约210个IRDye 800CW荧光团的牛血清白蛋白（BSA）支架（荧光强度约为单个800CW荧光团的荧光强度的6700倍）、充当等离子天线的聚合物涂层的金纳米棒以及作为高亲和力生物识别元件的生物素组成。

2）它的发射波长可以通过改变其大小、形状和组成在可见光和近红外光谱区域上进行调谐。它将荧光联免疫吸附试验的检测限提高了多达4750倍，并且与基于多重磁珠的免疫测定，免疫微阵列，流式细胞术和免疫细胞化学方法兼容，并且缩短了总测定时间（至20分钟）并降低了样品量，如在小鼠间质液中检测促炎细胞因子和在患者样品中检测尿液生物标志物所示。

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参考文献：Luan,J., et al. Ultrabright fluorescent nanoscale labels for the femtomolardetection of analytes with standard bioassays. Nat Biomed Eng (2020).

https://doi.org/10.1038/s41551-020-0547-4

肿瘤诊疗

3. ACS Nano：树状大分子-药物结合物在胰腺肿瘤中的深穿透作用

胰腺导管腺癌(PDA)致密的纤维间质阻碍了药物向肿瘤的扩散，导致预后不佳。为了解决这个问题，浙江大学黄品同、申有青、周珠贤等人展示了一种树状大分子-喜树碱（CPT）结合物，它通过γ-谷氨酰转肽酶(GGT)触发的细胞内吞和转胞吞作用，主动渗透到PDA肿瘤的深处。

本文要点：

1）通过活性氧(ROS)敏感的连接剂将CPT与聚酰胺胺(PAMAM)树枝状大分子共价键合，然后用谷胱甘肽对其进行表面修饰，合成了树状大分子-药物结合物。

2）一旦结合物被输送到PDA肿瘤周围，血管内皮细胞或肿瘤细胞上过表达的GGT就会触发谷胱甘肽的γ-谷氨酰转移反应，产生伯胺。带正电荷的结合物通过小窝介导的内吞作用被迅速内化，随后通过小泡介导的转胞吞作用，增强了其在肿瘤实质中的深度穿透，之后被细胞内ROS分解后在整个肿瘤中释放出活性的CPT。

3）与治疗晚期胰腺癌的标准一线化疗药物(吉西他滨)相比，树枝状大分子-药物结合物在多种小鼠肿瘤模型中显示出高的抗肿瘤活性。这项研究证明了一种有效的肿瘤穿透树状大分子-药物结合物通过跨细胞转运和ROS反应性药物释放用于PDA治疗的高效性。

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参考文献：GuoweiWang, et al. Enzyme-Triggered Transcytosis of Dendrimer–Drug Conjugate for Deep Penetration into Pancreatic Tumors, ACSNano, 2020.

DOI:10.1021/acsnano.0c00974

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c00974

4. Nature Commun：用于红外二区光热铁疗法的可转换杂化半导体高分子纳米酶

尽管铁氧疗法在癌症治疗中的前景非常广阔，但由于芬顿反应在肿瘤环境中的催化效率受到损害，其治疗效果仍然很差。有鉴于此，山西医科大学的张瑞萍和新加坡南洋理工大学的浦侃裔报导了一种光声（PA）成像引导的用于红外二区光热铁疗法的具有高光热转换效率的混合半导体纳米酶（HSN）。

本文要点：

1）首先合成了pTBCB(-Br) 聚合物前驱体，随后通过用叠氮化物取代溴化物将pTBCB-Br转化为pTBCB-N3，然后通过无铜点击化学将其与DBCO-mPEG2000接枝以获得pTBCB-PEG。pTBCB-PEG具有两亲性，可在水溶液中自发自组装成为HSN0纳米颗粒。同时，通过在自组装过程中简单地将亚铁离子添加到pTBCB-PEG溶液中可以很容易地制备纳米酶HSN。

2） HSN包含两亲性半导体聚合物作为光热转换器，PA发射器和铁螯合的Fenton催化剂。在光照下，HSN不仅能产生大量热量以诱导细胞毒性，而且可以增强芬顿反应。·OH生成的增加既促进了铁死亡又促进了细胞凋亡，而且氧化了HSN（42 nm），并将其转变为具有提高的肿瘤内通透性的微小片段（1.7 nm）。非侵入性无缝协同作用导致放大的治疗效果，包括深的消融深度（9 mm），减少转移相关蛋白的表达以及抑制原发肿瘤到远处器官的转移。

该研究提供了一种通用的纳米酶策略来补偿铁疗法和光疗剂，从而使肿瘤完全消退。

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参考文献：YuyanJiang et al. Transformable hybrid semiconducting polymer nanozyme for secondnear-infrared photothermal ferrotherapy. Nat. Commun., (2020)

DOI:10.1038/s41467-020-15730-x

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15730-x

5. ACS Nano：锰基纳米激活剂通过提高天然免疫力优化肿瘤免疫治疗

环GMP-AMP合酶（cGAS）和干扰素基因刺激因子（STING）是细胞DNA和诱导I型干扰素（IFN）天然免疫传感器的重要组成部分。近年来的研究表明，锰能增强cGAS和毒刺对病毒感染的激活作用。然而，Mn在抗肿瘤免疫中的作用尚未被发现。有鉴于此，郑州大学的张振中、张慧娟和侯琳等研究人员，设计了一种纳米激活剂，它可以诱导DNA在细胞质中的存在，同时提高肿瘤细胞内Mn²⁺的积累。

本文要点：

1）采用对肿瘤微环境高度敏感的无定形多孔磷酸锰（APMP）纳米粒子构建了负载阿霉素（DOX）和磷脂（PL）的杂化纳米颗粒（PL/APMP-DOX）。

2）系统循环中PL/APMP-DOX的NPs维持稳定，但触发释放DOX引起DNA损伤，Mn²⁺增强cGAS/STING活性。

3）研究人员发现，具有优异的肿瘤靶向能力的PL/APMP-DOX纳米粒能够促进树突状细胞成熟，增加细胞毒性T淋巴细胞浸润，以及自然杀伤细胞向肿瘤部位的募集。

4）此外，NPs增加了I型IFN的产生和促炎细胞因子的分泌（例如，TNF-α和IL-6）。因此，PL/APMP-DOX纳米粒具有良好的抗肿瘤作用，延长了荷瘤小鼠的寿命。

研究人员开发了一种PL修饰的Mn基杂化纳米激活剂，可以增强免疫激活，这可能为癌症免疫治疗提供治疗潜力。

参考文献：LinHou, et al. Manganese-Based Nanoactivator Optimizes Cancer Immunotherapy viaEnhancing Innate Immunity. ACS Nano, 2020.

DOI：10.1021/acsnano.9b06111

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b06111

6. Theranostics：生物正交的点击靶向纳米复合材料用于乳腺癌化学-光热治疗

化学-光热协同治疗相对于传统的癌症治疗模式来说具有多种优势，而如何实现这些治疗药物对肿瘤细胞中的精准递送也被认为是使其治疗效果最大化的关键。中国药科大学姚静教授开发了一种生物正交的无铜点击靶向纳米复合体系(DLQ/DZ)，该体系通过可两步反应机制，可以显著提高化疗药物阿霉素和光敏剂锌酞菁对乳腺癌细胞的特异性共递送效率。

本文要点：

1）实验在瘤内注射叠氮修饰的Ac4ManNAz以对肿瘤细胞的表面进行工程化处理，并在随后注射DLQ/DZ使其通过生物正交无铜点击反应实现对肿瘤的靶向富集。

2）修饰后的肿瘤细胞表面具有很高密度的叠氮基团，而这些基团可以与纳米复合材料上的DBCO发生高效的生物正交点击化学，进而显著提高纳米复合材料在体内的细胞摄取和肿瘤特异性分布。实验结果表明，Ac4ManNAz+DLQ/DZ治疗可以增强化学-光热联合治疗的抗癌作用，几乎可以完全消除肿瘤。

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参考文献：JiananQiao. et al. Bio-orthogonal click-targeting nanocomposites forchemo-photothermal synergistic therapy in breast cancer. Theranostics. 2020

DOI: 10.7150/thno.42445

https://www.thno.org/v10p5305.htm

7. Small：靶向肿瘤的单分子光热试剂用于增强对乳腺癌的光热治疗

靶向治疗是提高肿瘤光热治疗(PTT)效果和减少对周围正常组织的损伤的重要策略之一。然而在目前，开发可靶向肿瘤的单分子光热试剂以改善PTT疗效的报道还并不多见。大连理工大学樊江莉教授制备了一种可被近红外光激发的小分子光热试剂(CyT)，它可以主动靶向乳腺癌细胞的雌激素受体(ERs)，并进一步靶向肿瘤细胞的线粒体。

本文要点：

（1）实验利用不同类型细胞对CyT的细胞摄取和细胞毒性进行了研究，结果表明，CyT可通过靶向过表达ER的乳腺癌细胞来对其进行选择性杀伤，提高PTT的效率。

（2）体内实验表明，CyT可以作为一种光热试剂以用于荧光成像指导的PTT。与无tam的对照分子Cy相比，CyT在被静脉注射后具有更好的肿瘤靶向性和抑瘤效果。因此这一研究为乳腺癌治疗提供了一种新型高效的小分子光热试剂，具有很好的临床应用前景。

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参考文献：Yang Zou.et al. A Single Molecule Drug Targeting Photosensitizer for Enhanced BreastCancer Photothermal Therapy. Small. 2020

DOI:10.1002/smll.201907677

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201907677

8. Chem. Sci：仿生纳米MOF可改善乏氧进行有效的癌症放疗和免疫治疗

肿瘤乏氧是影响放疗和免疫检查点抑制剂治疗的主要障碍之一。芝加哥大学林文斌教授报道了一种仿生纳米MOF(nMOF)Hf-DBP-Fe，它具有类过氧化氢酶的活性，可以通过分解肿瘤中的H₂O₂产生氧气和羟基自由基。生成的氧气能缓解肿瘤乏氧和实现x射线照射下的放射动力学治疗，而羟基自由基则可以直接对肿瘤细胞造成损伤，进一步增强治疗效果。

本文要点：

（1）研究发现，Hf-DBP-Fe在低剂量x射线的照射下就可对乏氧肿瘤进行有效的局部治疗，而由此产生的高免疫原性肿瘤微环境也可与抗PD-L1免疫检查点阻断治疗相联合以发挥协同作用。

（2）实验结果表明，这种联合治疗不仅能根除原发肿瘤，还能通过产生全身性抗肿瘤免疫反应来抑制远端肿瘤。综上所述，这一研究通过提出一种基于nMOF的新型策略，可将放疗和免疫检查点阻断治疗进行协同组合，通过调控肿瘤微环境实现高效的癌症治疗。

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参考文献：KaiyuanNi. et al. Biomimetic Nanoscale Metal-Organic Framework Harnesses Hypoxia for EffectiveCancer Radiotherapy and Immunotherapy. Chemical Science. 2020

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/sc/d0sc01949f#!divAbstract

9. AM：多孔Au@Rh双金属核壳纳米结构缓解肿瘤缺氧，增强光动力疗效

在缺氧肿瘤的治疗中，氧依赖性光动力疗法(PDT)是相当受限的。在此，美国史蒂文斯理工学院王红军等人开发了一种新型的双金属两相Rh基核壳纳米系统(Au@Rh-ICG-CM)，以解决肿瘤缺氧问题，同时获得高PDT效率。

本文要点：

1）这种多孔的Au@Rh核壳纳米结构有望表现出类似过氧化氢酶的活性，以有效地催化肿瘤中内源性过氧化氢产生氧。

2）用肿瘤细胞膜(CM)包覆Au@Rh纳米结构，可通过同源结合实现肿瘤靶向。

3）由于Rh壳层的大孔隙和CM的捕获能力，成功地将光敏剂吲哚菁绿(ICG)负载并保持在Au@Rh-CM的空腔中。Au@Rh-ICG-CM具有良好的生物相容性、高肿瘤积聚性以及优异的荧光和光声成像性能。

4）体外和体内实验结果表明，Au@Rh-ICG-CM能够有效地将内源性过氧化氢转化为氧，进而提高肿瘤毒性单线态氧的产生，从而显着提高PDT。Au@Rh-ICG-CM的温和光热效应也提高了PDT效率。

总而言之，Au@Rh-ICG-CM将缺氧调节功能、肿瘤积聚能力、双模成像和温和光热效应的优势整合到一个单一的纳米系统中，有望成为增强癌症PDT的一个很有前途的纳米平台。

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参考文献：JinpingWang, et al. A Porous Au@Rh Bimetallic Core–ShellNanostructure as an H2O2‐Driven Oxygenerator toAlleviate Tumor Hypoxia for Simultaneous Bimodal Imaging and EnhancedPhotodynamic Therapy. Adv. Mater., 2020.

DOI: 10.1002/adma.202001862

https://doi.org/10.1002/adma.202001862

10. Small：病毒样纳米颗粒在小鼠卵巢肿瘤模型中的主动递送促进抗肿瘤活性

病毒样纳米颗粒(VLPs)因其独特的固有免疫刺激特性，已成为肿瘤免疫治疗的一种有吸引力的手段。然而，对于卵巢癌等腹膜转移性肿瘤，由于治疗的腹膜腔大，排泄快，需要多次注射治疗。在此，美国加利福尼亚大学圣迭戈分校Nicole F.Steinmetz、Joseph Wang等人报道了利用生物相容性Qβ VLPs负载Mg基微马达的活性VLP载体治疗腹膜卵巢肿瘤的的研究进展。

本文要点：

1）这种QβVLPs负载Mg微马达在腹腔液中的自主推进使完整的免疫刺激性Qβ VLPs能够主动地输送到卵巢肿瘤荷瘤小鼠的腹腔，极大地提高了Qβ VLPs的局部分布和滞留。

2）与被动的Qβ治疗相比，Qβ在腹腔内的这种改善的分布和更长的保留时间导致了免疫刺激的增强，从而提高了荷瘤小鼠的存活率。对于临床转化来说，VLPs的主动递送为肿瘤免疫治疗提供了巨大的希望，可用于治疗不同类型的腹膜原发性和转移性肿瘤。

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参考文献：Chao Wang,et al. Active Delivery of VLPs Promotes Anti‐TumorActivity in a Mouse Ovarian Tumor Model, Small, 2020.

DOI:10.1002/smll.201907150

https://doi.org/10.1002/smll.201907150

药物递送

11. Biomaterials ：CaPO纳米针基因递送系统在肿瘤基因免疫治疗中的应用

卵巢癌已成为最常见的、死亡率最高的妇科恶性肿瘤之一。然而，常规手术加上联合化疗难以达到理想的治疗效果。虽然基因免疫治疗被应用于癌症的主动免疫反应，但缺乏有效的体内基因递送技术仍然是临床应用的障碍。为了解决这些问题，中科院深圳先进技术研究院Zhi-Ying Chen和中山大学王志勇等人构建了一个编码人源化抗EpCAM /CD3双特异性抗体(BsAbEPH)的DNA小圆环载体。

本文要点：

1）制备了不同形状的磷酸钙(CaPO)生物材料，其中，CaPO 纳米针介导的“细胞穿孔”转染技术在腹腔内实现了高水平的基因表达。

2）在含有人卵巢癌细胞株SKOV3腹膜异种移植模型中，表达BsAbEPH的CaPO纳米针/微环 DNA系统显著延缓了肿瘤生长，并延长了小鼠寿命，且毒性有限。

3）此系统可以作为现成的、易用的产品来制作。

综上所述，基于CaPO纳米针的非病毒基因递送技术在临床上具有巨大的应用潜力。

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参考文献：JingZhao, et al. Calcium phosphate nanoneedle based gene delivery system for cancergenetic immunotherapy. Biomaterials, 2020.

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120072

12. Adv. Sci：高温触发的仿生纳米载体用于协同光热和化疗

纳米粒给药系统副作用小、疗效高，在治疗各种恶性肿瘤，特别是癌症方面有着巨大的潜力，但仍具有挑战性。有鉴于此，南方医科大学的涂盈锋、中山大学的彭飞、荷兰埃因霍芬理工大学的Jan C. M. van Hest等研究人员，报道了一种以阿霉素(DOX)修饰的光热金纳米棒(GNR)功能化的顺铂(CDDP)纳米凝胶为载体的抗癌药物缓释系统。

本文要点：

1）纳米粒子是在DOX修饰的GNRs存在下，通过透明质酸与辅助抗癌剂CDDP的交联反应而形成的。

2）纳米凝胶还被一层癌细胞膜覆盖，由此得到的仿生纳米载体(4T1-HANG-GNR-DC)通过同源肿瘤靶向显示出有效的蓄积，并在肿瘤微环境中具有较长的滞留时间。

3）在近红外(NIR)激光照射下，进行原位光热治疗，这进一步诱导高温触发的按需药物从纳米凝胶储存库释放，以实现协同的光热/化学治疗。

所开发的仿生纳米载体具有双药递送、同质肿瘤靶向和协同光热/化学治疗等特点，在肿瘤治疗中显示出广阔的应用前景。

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参考文献：JunbinGao, et al. Hyperthermia‐Triggered On‐Demand Biomimetic Nanocarriers for Synergetic Photothermal andChemotherapy. Advanced Science, 2020.

DOI：10.1002/advs.201903642

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201903642

精选综述

13. Angew：核酸适配体用于分子诊断和治疗

湖南大学蒋健晖教授和谭蔚泓院士对用于分子诊断和治疗的核酸适配体相关研究进展进行了综述总结。

本文要点：

（1）SELEX(指数富集的配基系统进化技术)的出现使得人工配体可以具有亲和力和特异性，进而能够满足日益增长的临床需求。

（2）作为一种分子识别工具，抗体是许多研究和应用都会采用的常规选择，而适配体因其具有体积小、成本低和易化学修饰等独特优势可以有效地对抗体的使用。作者也将综述的重点集中于对核酸适配体和SELEX的应用进行介绍，并对它们在生物医学领域进行临床应用的前景进行了展望。

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参考文献：LongLi. et al. Nucleic Acid Aptamers for Molecular Diagnostics and Therapeutics:Advances and Perspectives. Angewandte Chemie International Edition. 2020

DOI:10.1002/anie.202003563

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202003563

14. Theranostics：石墨烯和其他2D材料用于癌症诊疗

癌症是造成人类死亡的主要的死亡原因之一，因此在临床应用中迫切需要开发更为高效的癌症诊疗方法。卡罗林斯卡学院Bengt Fadeel、曼彻斯特大学Cinzia Casiraghi和帕多瓦大学Lucia Gemma Delogu对二维材料(2DMs)在癌症诊疗方面的应用进行了综述介绍，其中包括石墨烯相关材料(GRMs)以及其他新兴2DMs，如MXene、二硫化钨(WS2)、二硫化钼(MoS2)、六方氮化硼(h-BN)、黑磷(BP)、硅烯、锑烯(AM)、和金属有机骨架(MOFs)等等。

本文要点：

1）在过去十年的文献结果中，2DMs在癌症诊疗领域发挥了重要的作用，其中就包括各种各样的成像模式和治疗方法以及它们的组合，例如药物/基因递送、光热/光动力疗法、声动力疗法和免疫疗法等等。

2）同时，作者也对用于分析材料特性的表征方法进行了介绍，并重点说明了这些不同方法的优点和各自的局限性。作者在这一综述中充分展示了将2DMs作为癌症诊疗试剂的巨大潜力，并也对这些材料所面临的临床转化问题进行了详细说明。

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参考文献：LauraFusco. et al. Graphene and other 2D materials: a multidisciplinary analysis touncover the hidden potential as cancer theranostics. Theranostics. 2020

DOI:10.7150/thno.40068

https://www.thno.org/v10p5435.htm

可穿戴与器件

1. 鲍哲南等Nature Biotech.: 变形！攻克可植入电子器件关键难题

用于调节神经系统的生物电子学已显示出在治疗神经系统疾病方面的前景。然而，它们的固定尺寸不能适应组织的快速生长并且可能损害发育。对于婴儿，儿童和青少年来说，一旦植入的设备不可用了，通常需要进行额外的手术来更换设备，从而导致反复的干预和并发症。

于此，斯坦福大学鲍哲南教授和Paul M. George等人通过变形电子解决了这一局限，变形电子以最小的机械约束适应体内神经组织的生长。

本文要点：

1）研究人员设计和制造多层变形电子器件，该器件由粘塑性电极和应变传感器组成，可消除电子器件与生长组织之间的界面处的应力。植入手术中使电子设备变形以自我修复的能力可实现可重构且无缝的神经接口。

2）在大鼠最快的生长期间，大鼠神经直径增长了2.4倍，但变形电子设备对大鼠神经造成的损害也很小，并允许长期电刺激和监测2个月，而不会中断功能行为。变形电子学为适应成长的儿科电子医学提供了一条途径。

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Liu,Y., et al. Morphing electronics enable neuromodulation in growing tissue. NatBiotechnol (2020).

https://doi.org/10.1038/s41587-020-0495-2

2. Cell：使用感觉运动的多路分解神经接口恢复触摸感

脊髓损伤（SCI）后，可以使用脑机接口（BCI）增强瘫痪的肌肉，以单独增强运动功能。重要的是，触摸感是运动功能的关键组成部分。于此，美国Battelle 纪念研究所Patrick D. Ganzer等人证明具有临床完整SCI的人类参与者可以使用BCI利用他自己手中的残余触摸信号，可同时恢复运动功能和触觉。

本文要点：

1）在初级运动皮层（M1）中，残余的感觉下手触摸信号同时与正在进行的传出运动意图多路分离，从而实现皮层内控制的闭环感觉反馈。使用闭环多路分解BCI几乎完全恢复了检测物体触摸的能力，并显着改善了几种感觉运动功能。

2）还可以从M1解码传入的握力强度级别，从而可以通过触摸信号调节握力。这些结果表明，可以从皮层解码知觉下的神经信号，并将其转化为意识知觉，从而显着增强功能。

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Ganzer PD, et al. Restoringthe Sense ofTouch Using a Sensorimotor Demultiplexing Neural Interface. Cell2020.

https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.054

3. Nature Biomed. Eng.:通过对齐神经活动的低维空间来稳定脑机接口

神经记录的不稳定性会使临床脑机接口（BCI）无法控制。于此，美国卡内基梅隆大学Byron M. Yu等人表明，低维神经流形（描述神经元之间特定相关模式的低维空间）的对齐可用于稳定神经活动，从而在记录不稳定的情况下保持BCI性能。

本文要点：

1）研究人员在存在严重和突然记录不稳定的情况下，通过皮质内BCI在线光标控制过程评估了非人类灵长类动物的稳定器。稳定的BCI在不同的不稳定条件下和多天内恢复了有效的控制。

2）稳定器不需要了解用户意图，并且可以胜过监督的重新校准。即使神经活动几乎没有关于光标移动方向的信息，它也能稳定BCI。稳定器可适用于其他神经界面，并可提高BCIs的临床可行性。

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Degenhart, A.D., et al.Stabilization of abrain–computer interface via the alignmentoflow-dimensional spaces of neural activity. Nat Biomed Eng (2020).

https://doi.org/10.1038/s41551-020-0542-9

4. Science Robotics：汗液驱动的柔软电子皮肤，具有用于人机接口的多路复用和无线感应

现有的电子皮肤（e-skin）传感平台配备有利用电池供电或近场通信监测物理参数的设备。要使e-skins应用于下一代机器人和医疗设备，它们必须是无线操作和自供电的。然而，尽管最近努力从人体中获取能量，但是由于缺乏连续的能量来源和有限的功率效率，具有通过蓝牙通信执行生物传感的自供电电子皮肤受到了限制。

于此，加州理工医学工程系高伟课题组报道了一种灵活的、完全由汗液驱动的集成电子皮肤（PPES），用于多重代谢原位传感。

本文要点：

1）无电池电子皮肤包含多模式传感器和高效的乳酸生物燃料电池，使用零到三维纳米材料的独特集成，以实现高功率强度和长期稳定性。

2）PPES在未经处理的人体体液（人体汗液）中为生物燃料电池提供了创纪录的3.5毫瓦·平方厘米的功率密度，并在60小时的连续运行中显示出非常稳定的性能。它可以在长时间体力活动期间有选择地监测关键代谢分析物（如尿素、NH⁴⁺、葡萄糖和pH值）和皮肤温度，并使用蓝牙将数据无线传输到用户界面。PPES还能够监测肌肉收缩，并作为人体假肢行走的人机接口（human-machineinteraction,HMI)。

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Yu Y, et al. Biofuel-poweredsoft electronicskin with multiplexed and wireless sensing for human-machineinterfaces. ScienceRobotics. 2020;5(41):eaaz7946.

DOI:10.1126/scirobotics.aaz7946

https://robotics.sciencemag.org/content/5/41/eaaz7946

5. Nature Nanotech.: 活细胞中的三维定位显微镜

以纳米级分辨率捕获活细胞群的动态是一项重大挑战，主要是由于现有显微镜技术的速度分辨率此消彼长，也就是说速度和分辨率两者不可兼得。流式细胞术能提供足够的通量，但缺乏子样本的细节。于此，以色列理工学院YoavShechtman和Lucien E. Weiss等人展示了一种具有成像功能的流式细胞术。

本文要点：

1）其中流式细胞术的点检测器被相机替换以记录2D图像，通过点扩展函数工程与3D定位显微镜兼容，其将发射器的深度编码为由相机捕捉的发射图案。

2）通过使用与样品缓冲液混合的荧光珠校准成像系统的深度依赖性响应来实现从感兴趣的亚细胞物体中提取3D位置。该方法能够实现每分钟高达数万个物体的4D成像，并且可以用于表征染色质动力学以及活癌细胞中纳米颗粒的摄取和空间分布。

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Weiss,L.E., et al. Three-dimensional localization microscopy in live flowing cells.Nat. Nanotechnol. (2020).

https://doi.org/10.1038/s41565-020-0662-0

6. Angew：实时监测和定量自由运动大鼠大脑中的多种离子

在此，华东师范大学田阳教授等人提出了一种电化学生理微阵列（ECPM），用于自由运动大鼠脑深部多个离子的实时定位和化学信号的同时定量，其中微电极阵列用于使用开路电位法直接测定多个离子。

本文要点：

1）合成了特异性识别离子载体，并对其进行了优化，以测定K⁺，Ca²⁺，Na⁺和pH。还开发了参比电极以避免对大脑的干扰。

2）该微阵列已成功应用于实时监测和定量活脑中离子的定量分析。额外的无电流电位计首次实现了对化学信号的绘图和生物传感，并首次在全脑中记录了无串扰的电信号。此外，ECPM提供了一个平台，用于实时监测癫痫发作期间自由活动大鼠深脑中多种离子的动态变化。

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Zhao,F., et al. (2020), An Electrochemophysiological Microarray for Real‐Time Monitoring and Quantification of Multiple Ions in the Brain ofa Freely Moving Rat. Angew. Chem. Int. Ed..

DOI:10.1002/anie.202002417

https://doi.org/10.1002/anie.202002417

7. Science Advances：实现对完整细胞的原位距离的测量

单分子定位显微镜(SMLM)有可能量化完整细胞中分子空间排列的多样性。然而，这要求单分子发射体以超高精度定位，而与样品格式和数据采集的长度无关。有鉴于此，澳大利亚新南威尔士大学的Katharina Gaus等研究人员，改进了SMLM，以便能够在1到20纳米的尺度上直接测量完整细胞中的分子之间的距离。

本文要点

1）该显微镜结合了三维实时漂移校正，实现了<1 nm的稳定度和~1 nm的定位精度。

2）为了证明这种新型显微镜的生物学适用性，在活跃和静止的T细胞中，在信号T细胞受体和磷酸酶（CD45）之间的空间间隔显示了4至7 nm的差异。

总之，通过克服SMLM成像中的主要瓶颈，可以生成具有纳米精度的分子图像，并可以在生物学相关的长度范围内进行距离测量。

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SimaoCoelho, et al. Ultraprecise single-molecule localization microscopy enables insitu distance measurements in intact cells. Science Advances, 2020.

DOI：10.1126/sciadv.aay8271

https://advances.sciencemag.org/content/6/16/eaay8271?rss=1

8. Adv. Mater：软纳米材料在脑兼容接口方面的进展

韩国先进科学技术研究院KeonJae Lee和Daesoo Kim对软纳米材料在用于脑兼容接口方面的应用进展进行了综述介绍。

本文要点：

（1）促进大脑和机器之间交流的神经接口必须与大脑中的软组织相兼容，同时还必须具有足够的能力去通过高通量的记录或光遗传学来读取和写入大范围脑区域的信息。目前，已有许多具有良好生物相容性的材料被用于作为和脑相容的神经接口，以对神经回路和神经障碍进行调节。

（2）作者综述了近年来将软纳米材料用于复杂神经电路分析和作为脑兼容神经接口的研究进展，并对这些接口在动物模型中的相容性和特异性以及相关临床前实验进行了重点的讨论和介绍。

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Yong-Cheol Jeong. et al. Progress inBrain-Compatible Interfaces with Soft Nanomaterials. Advanced Materials.2020

DOI: 10.1002/adma.201907522

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907522

9. ACS Nano：石墨烯场效应管生物传感器快速检测新冠病毒

019年冠状病毒病(COVID-19)是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2，原名2019-nCoV)引起的一种新出现的人类传染病。根据人类感染率的迅速上升，世界卫生组织(WHO)已将COVID-19疫情归类为大流行。由于目前还没有针对COVID-19的特定药物或疫苗，因此早期诊断和管理对于控制疫情至关重要。

有鉴于此，韩国基础科学研究所的Edmond Changkyun Park、Seung Il Kim等研究人员，报告了一种基于场效应晶体管(FET)的生物传感装置，用于检测临床样本中的SARS-CoV-2。

本文要点

1）该传感器是用抗SARS-CoV-2刺突蛋白的特异性抗体包覆在场效应管的石墨烯薄片上制成的。

2）使用抗原蛋白、培养的病毒和来自COVID-19患者的鼻咽拭子样本来确定传感器的性能。在磷酸盐缓冲液和100 fg/mL的临床转运介质中，研制的FET装置可以检测到浓度为1fg/mL的SARS-CoV-2刺突蛋白。

3）此外，FET传感器还成功地检测了培养基(检测限1.6×10¹ pfu/mL)和临床标本(检测限2.42×10² copies/mL)中的SARS-CoV-2。

因此，该研究成功地研制出了一种有前景的SARS-CoV-2场效应管生物传感器；该装置是一种不需要样品预处理或标记的高灵敏度的COVID-19免疫学诊断方法。

Giwan Seo, et al. Rapid Detection of COVID-19 CausativeVirus (SARS-CoV-2) in Human Nasopharyngeal Swab Specimens Using Field-EffectTransistor-Based Biosensor. ACS Nano, 2020.

DOI：10.1021/acsnano.0c02823

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c02823

10. Science Advances：一种超便携、多功能的床旁检测平台

床旁检验（Point-of-care testing，POCT）在资源有限的环境中具有广泛的应用。于此，第三军医大学陈铭、康奈尔大学Dan Luo、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所Mingzhe Gan和Jinhui Cui等人展示了一个称为POCKET（整个测试的床旁诊断套件）的POCT平台，该平台被证明是超便携和多功能的，并且可以通过采样-反馈的方式分析不同领域中的多种类型的DNA。

本文要点：

1）POCKET小于100克，长度小于25厘米。该套件包括一个集成芯片（i芯片）和一个可折叠盒（f盒）。i芯片将样品制备与以前未确定的三重信号放大功能集成在一起。f-box使用智能手机作为加热器，信号检测器和结果读数。

2）研究人员使用该装置检测了从诊所到环境再到食物再到农业的不同类型的DNA。检测灵敏（<10³拷贝/ml），特异性（单碱基分化），快速（<2小时）和稳定（>10周货架期）。这个廉价，超便携的POCKET平台可能会成为用于临床诊断，食品安全，农业保护和环境监测的多功能的“采样-反馈”平台。

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