磁性纳米材料不仅具有十分特殊的磁学性质，还产生了诸多光学、热学、化学以及生物学新特性，在疾病诊疗、信息存储、催化以及废水处理等领域具有重要应用价值，并已在开始在部分领域实现商业化。今天，我们要讲述的是Nature Nanotechnology和Nature Energy期刊上发表的关于磁性纳米颗粒的最新两项研究成果。
1. 磁性纳米颗粒增强肿瘤免疫治疗！
第一作者：Chih-Sheng Chiang
通讯作者：Chia-Hung Hsieh, Woei-Cherng Shyu, San-Yuan Chen
第一单位：中国医科大学（中国台湾）
研究亮点：
1. 基于磁性导航，增强免疫治疗对肿瘤细胞的靶向选择性。
2. 揭示了anti-PD-L1和T-细胞激活剂的结合有助于增强检查点阻断免疫疗法的疗效。
近年来，国际上新出现的检查点阻断免疫疗法对于抑制肿瘤扩散起到了良好的作用，并在临床上有所突破。检查点阻断免疫疗法是指通过药物来抑制对免疫反应有抑制作用的免疫检查点，解除肿瘤细胞的免疫抑制机制，使肿瘤细胞能受到免疫系统的攻击。
2011年，美国百时施贵宝公司（Bristol-Myers Squibb）率先研制出了第一个针对抑制性免疫检查点的抗体药物Yervoy（CTLA-4单克隆抗体Ipilimumab），并被FDA批准在美国上市。
问题在于，这种免疫疗法能延长部分肿瘤病人的存活率，但不是对所有病人都有效果。另外，免疫毒性以及自动免疫性使得治疗效果有所折扣。
有鉴于此，台湾中国医科大学Chia-Hung Hsieh, Woei-Cherng Shyu以及台湾交通大学San-YuanChen合作，报道了一种基于磁性靶向导航的综合改良型检查点阻断免疫疗法。
图1. IO@FuDex磁性纳米药物表征
研究人员以具有本征肿瘤治疗效果的裙带菜葡聚糖基磁性纳米药物（IO@FuDex3）为基础，连接上阻断点抑制剂anti-PD-L1以及T-细胞活化剂anti-CD3和anti-CD28。IO@FuDex3 一方面可以有效增强肿瘤渗透淋巴细胞，从而修复免疫抑制的肿瘤微环境；另一方面可以通过磁性靶向导航提高对肿瘤细胞的选择性，最大程度实现精准治疗，并减少对正常细胞的伤害。
对比单纯的anti-PD-L1，这种疗法只需要不到1%的剂量就可以使中位生存时间从32天延长到63天。
图2.磁导航增强肿瘤选择性
图3. 肿瘤治疗效果
总之，这项研究发展了一种磁性靶向药物，并揭示了anti-PD-L1和T-细胞激活剂的结合有助于增强检查点阻断免疫疗法的疗效。
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. 磁性纳米颗粒增强电解水！
第一作者：Christiane Niether
通讯作者：Marian Chatenet, Julian Carrey
第一单位：法国Grenoble Alpes大学
研究亮点：
将磁性纳米颗粒的磁热效应拓展到储能领域，在室温下可实现传统水电解系统200℃才能实现的性能。
电解水制氢是最重要的清洁化储能方式之一，可以将电能以化学键的方式储存于氢气之中。目前常用的质子交换膜水电解槽大多使用贵金属催化剂，资源紧缺且成本高昂。而碱性水电解槽又面临功率密度较低的困难，如果想要提高功率密度，就必须提高操作温度或者选用更高效的催化剂。
有鉴于此，法国Grenoble Alpes大学Marian Chatenet和法国图鲁斯大学Julian Carrey团队合作，开发了一种基于磁性纳米颗粒磁热效应的非贵金属高效水裂解催化剂。
图4. 反应装置和磁热增强机理
图5. 增强HER和OER活性
研究人员合成了一种FeC@Ni核壳型磁性电催化剂，在高频磁场作用下，这种纳米颗粒可以局部发热（类似于生物体内的精准治疗），只在局部达到很高的温度，从而在5 ℃就可实现常规催化剂200℃才能实现的催化效果。在20 mA cm-2条件下，碱性水电解槽的HER和OER过电位分别降低200 mV和100mV。
这项研究为碱性水电解槽在室温下高效运行提供了新的借鉴！
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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