1. Nano Research综述：碳基纳米酶的生物医学应用深圳市第二人民医院/深圳大学医学部第一附属医院聂国辉教授、北京理工大学梁敏敏教授和中科院生物物理研究所阎锡蕴院士对碳基纳米酶的生物医学应用相关研究进行了综述。1）纳米酶是指具有类酶性质的纳米材料，由于其能够解决传统酶的局限性，如不稳定性、高成本和难以大规模生产等问题而引起了研究者的极大兴趣。在过去的十年内，研究者通过改造天然酶的活性中心或在纳米结构中引入多价元素而构建了多种具有模拟酶活性的纳米材料。其中，碳纳米材料具有明确的电子和几何结构，其能够模拟天然酶的催化中心，并逐渐发展成为传统酶的良好替代品。此外，由于碳纳米材料有效结合了独特的电子、光学、热学和机械性能，因此基于碳纳米材料的纳米酶也可以作为多功能平台以用于生物医学领域。2）作者在文中介绍了碳纳米酶的酶学特性以及最新的研究进展，并综述了其在生物医学中的重要应用；最后，作者也对该领域面临的严峻挑战和未来的发展前景进行了讨论和展望。
Hui Ding. et al. Carbon-based nanozymes for biomedical applications. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3053-92. Nano Research：功能化氧化石墨烯纳米片高效抗菌应用由于抗生素治疗面临耐药性的巨大挑战，因此开发不依赖于抗生素的抗菌药物具有重要的意义。氧化石墨烯(GO)具有天然的抗菌机制（如锋利的边缘切割效果），是一种极具发展前景的抗菌制剂。然而，氧化石墨烯的负电荷和较低的光热效应会严重限制其抑菌活性。有鉴于此，四川大学华西口腔医院彭强研究员合成了具有独特的三合一性能、氨基功能化的氧化石墨烯纳米片(AGO)，其能够实现三个重要的基本特性(正电荷、强光热效应和自然切割效应)有效集成。1）带正电荷的AGO（30 mV）与模型病原菌变形链球菌(Streptococcus mutan)具有较强的相互作用（330 nN）。此外，100 μg·mL-1 AGO的自然切割作用能够使细菌在孵育30 min后丧失27%的活力。2）实验结果表明，近红外照射仅5 min后，具有三合一特性的AGO能够使细菌丧失98%的活力。综上所述，集三重性能于一体的AGO能够在较短的照射时间下有效杀灭细菌，并具有可调节的抗菌活性，有望实现临床转化应用。
Bo-Yao Lu. et al. Functionalized graphene oxide nanosheets with unique three-in-one properties for efficient and tunable antibacterial applications. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3064-63. Nano Research：利用基于免疫可调的二维配位纳米片的声动力治疗增强抗肿瘤免疫治疗能够深度穿透、具有高安全性的超声可通过激活声敏剂产生细胞毒性活性氧(ROS)以用于声动力治疗(SDT)。基于此，苏州大学刘庄教授和陈倩教授制备了由Zn2+和四(4-羧苯基)卟啉(TCPP)组成的二维配位纳米片。1）研究发现，这种Zn-TCPP 2D纳米片不仅能够实现增强的超声触发ROS生成以用于无创SDT，也能够有效负载低聚脱氧核苷酸(如胞嘧啶-硫代-鸟嘌呤(CpG)，一种有效的toll样受体9 (TLR9)激动剂)，进而激活免疫反应。对原发肿瘤进行高效的SDT后可释放肿瘤相关抗原，该抗原能够与Zn-TCPP/CpG佐剂纳米片相协同以发挥全肿瘤细胞疫苗的作用，并引发肿瘤特异性免疫应答。2）与此同时，超声本身也可以通过改善T细胞的肿瘤浸润和限制肿瘤微环境中的调节性T细胞来加强抗肿瘤免疫反应。因此，在原发肿瘤被破坏后使用Zn-TCPP/CpG纳米片进行SDT可以诱导产生有效的抗肿瘤免疫反应，抑制远端外腔肿瘤的生长，而无需直接进行SDT治疗。实验结果表明，SDT联合Zn-TCPP/CpG也可引发强烈的免疫记忆效应，抑制原发肿瘤消除后的肿瘤复发。综上所述，该研究构建的2D配位纳米片能够通过有效的SDT触发的免疫效应实现高效的癌症治疗。
Wenjun Zhu. et al. Sonodynamic therapy with immune modulatable two-dimensional coordination nanosheets for enhanced anti-tumor immunotherapy. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3070-84. Nano Research：自靶向可视化HA纳米凝胶用于同步细胞内释放阿霉素和顺铂以对抗耐多药乳腺癌耐多药(MDR)的机制较为复杂且尚不明确，是临床癌症化疗成功所面临的主要障碍之一。由多种具有不同作用机制的细胞抑制剂组成的复合纳米颗粒有望能够解决临床MDR。然而，不同药物的药代动力学和释放行为往往是不同的，这也是导致药物内化不一致以及肿瘤部位的药物协同作用不佳的主要问题。有鉴于此，南方医科大学喻志强教授、中科院长春应化所丁建勋研究员和哈佛医学院Yu Shrike Zhang开发了一种自靶向型透明质酸(HA)纳米凝胶(CDDPHANG/DOX)，其能够通过实现拓扑异构酶II抑制剂阿霉素(DOX)和脱氧核糖核酸连接剂顺铂(CDDP)的同步药代动力学、瘤内分布和细胞内释放来逆转耐药性。1）研究表明，CDDPHANG/DOX在体内具有延长的循环时间和增强的瘤内积累，可有效地向耐药MCF-7/ADR乳腺癌细胞递送药物，以增强抗肿瘤活性。2）此外，DOX荧光成像结合CDDP显微CT成像能够实现对肿瘤联合化疗的可视化。综上所述，该研究开发的能够对同步给药进行可视化的自靶向型原位交联纳米平台在晚期癌症的临床治疗应用方面具有良好的潜力。
Wen Ma. et al. Self-targeting visualizable hyaluronate nanogel for synchronized intracellular release of doxorubicin and cisplatin in combating multidrug-resistant breast cancer. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3124-y5. Nano Research：用于治疗肺部疾病的纳米技术的最新应用和策略中山大学吴钧教授和林东军教授对用于治疗肺部疾病的纳米技术的最新应用和策略进行了综述。1）包括新冠肺炎和肺癌在内的肺部疾病是人类健康的一大威胁。然而，对多种肺部疾病（如肺炎、哮喘、癌症和肺结核）的治疗和诊断也变得越来越具有挑战性。目前，已有不同类型的治疗或诊断方法能够用于治疗肺部疾病。然而，化疗的不良反应、耐药细菌、具有显著毒性的副作用以及药物递送不良等问题也使得开发新型的治疗方法非常必要。作为一种新兴技术，在医学领域得到了广泛的研究。已有的研究表明，纳米递送系统可以显著增强药物递送的靶向性。与传统的给药方式相比，采用多种纳米颗粒的给药策略可以改善检测方法和药物治疗的疗效果。将纳米颗粒运送到肺部，并负载适当的治疗药物和结合智能功能可以克服多种肺部障碍，有助于靶向目标组织和提高治疗效果，同时最大限度地减少全身副作用。此外，COVID-19作为一种新型高传染性呼吸道感染疾病正在全球范围内蔓延。然而，目前还没有针对COVID-19的特效药。一些国家正在进行临床实验以开发抗病毒药物或疫苗。近年来，纳米技术为改善疾病的诊断和治疗提供了一个可行的策略，基于纳米技术的策略也在COVID-19的诊断和治疗领域中表现出了广阔的前景。2）作者在文中综述了近年来基于纳米技术的肺部给药策略的最新研究进展，并介绍了纳米药物在肺部给药策略中的临床应用价值。
Wenhao Zhong. et al. Recent applications and strategies in nanotechnology for lung diseases. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3180-36. Nano Research综述：可作为新型高效抗菌制剂的过渡金属硫化物山东大学王凤龙教授、蒋妍彦教授和济南口腔医院尹贻鑫博士对可作为新型高效抗菌制剂的过渡金属硫化物相关研究进行了综述。1）全球每年有数百万人死于与微生物感染相关的疾病。更可怕的是，由于抗生素的过度使用，人们也必须要与细菌变异进行斗争。超级细菌的出现将是一个棘手的环境和健康危害。因此，开发新型可行的抗菌方法对于维持人类社会的繁荣发展而言至关重要。近年来的研究表明，过渡金属硫化物(TMSs)具有良好的抗菌性能和生物相容性、较高的太阳能利用效率和良好的光热转换特性，其在杀菌应用方面也表现出了重要的应用潜力，全面综述该领域的最新进展将有利于未来的发展。2）作者在文中首先介绍了TMSs的抑菌机制，并系统地总结了通过TMSs材料工程策略以提高其抗菌性能的最新研究进展，讨论了基于TMSs的抗菌平台的实际应用场景；最后，作者在全面综述和分析的基础上重点讨论该领域所面临的挑战和未来的发展趋势。
Hecheng Han. et al. Shining light on transition metal sulfides: New choices as highly efficient antibacterial agents. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3293-37. Nano Research综述：基于纳米材料的抗菌应用策略中国海洋大学何治宇教授和于良民教授对基于纳米材料的抗菌应用策略研究进行了综述。1）微生物对传统抗生素的耐药性是实现传染病的有效治疗所面临的一个巨大挑战，也是一项重大的全球性威胁。因此，有必要开发创新的治疗方法以克服耐药性。近年来，基于纳米材料的抗菌策略已发展成为对抗致命细菌和顽固性生物膜的新型工具，并具有逃避现有耐药相关机制的能力。2）作者在文中全面总结了目前最先进的抗菌纳米系统的研究进展，这些纳米系统既可以作为固有的抗菌疗法，也可以作为精确递送抗生素的纳米载体。这些纳米系统能够有效地聚集在感染部位，以实现多功能协同抗菌，并在内源性或外源性刺激(如低pH值、酶或光照)下实现抗生素的可控释放。此外，与光热/光动力治疗(PTT/PDT)相结合的纳米平台也可以增强对细菌的破坏作用和实现生物膜的穿透或消融。最后，作者也对基于纳米颗粒的酶促杀菌和抗毒方法及其他相关机制进行了介绍，旨在进一步推动该领域的发展以造福公共卫生事业。
Yi Zhao. et al. Nanomaterial-based strategies in antimicrobial applications: Progress and perspectives. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3417-48. Nano Research：基于二维金属卟啉单层的单原子催化剂用于常温合成氨华中科技大学杨利明介绍和华南师范大学李国良研究员采用密度泛函理论(DFT)计算和四步高通量筛选，系统研究了锚定在二维扩展卟啉(PP)基底上的3d、4d和5d过渡金属作为氮还原反应(NRR)电催化剂的催化性能。1）研究表明，四种新型的金属卟啉(MPP, M = Zr, Nb, Hf和Re)单原子催化剂具有优异的催化性能(低起始电位，高稳定性和选择性)。研究者通过综合反应路径研究发现，NRR在ZrPP(酶催化-连续混合路径)、NbPP(连续路径)、HfPP(酶催化-连续混合路径)和RePP(远端路径)催化剂上的最大吉布斯自由能变化分别为0.38、0.41、0.53和0.53 eV。2）能带结构、投射态密度和电荷/自旋分布表明，由于N2和MPP催化剂之间存在显著的轨道杂化和电荷转移，因此该催化剂具有较高的催化活性。综上所述，该研究工作能够进一步促进NRR电催化剂的实验合成，并为实现在环境条件下将N2电化学转化为NH3提供新的策略。
Chun-Xiang Huang. et al. Single-atom catalysts based on two-dimensional metalloporphyrin monolayers for ammonia synthesis under ambient conditions. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-4009-49. Nano Research综述：静电纺丝纳米纤维制备的1D、2D和3D支架及其生物医学应用中山大学杜健航研究员和吴钧教授对静电纺丝纳米纤维制备的1D、2D和3D支架及其生物医学应用研究进行了综述。1）静电纺丝是一种制备具有大的表面积、优越的物理和化学性能以及可控的孔径的多孔纳米纤维的有效方法。正是因为具有这些特性，静电纺丝纳米纤维可以模拟细胞外基质和一些人体组织结构。因此，静电纺丝纳米纤维能够作为生物材料，例如二维(2D)伤口敷料和三维(3D)组织工程支架。纳米纤维既可以是均匀的纤维链，也可以是同轴的药物载体，其整体结构也包含随机的网状垫和对齐或倾斜的支架。此外，纤维的孔径可以被调节，且纤维也能够负载不同的药物，进而实现不同的功能。2）作者在文中综述了由不同一维纤维组成的二维纤维垫和三维纳米纤维支架，并介绍了它们在组织工程中的多种应用，重点介绍了它们在伤口愈合、血管新生和组织再生等领域的应用进展。
Huiling Zhong. et al. Electrospinning nanofibers to 1D, 2D, and 3D scaffolds and their biomedical applications. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3593-710. Nano Research：一种用于化疗的分步多重刺激反应的金属-酚网络前药纳米颗粒化疗是临床治疗肿瘤的主要手段之一。令人沮丧的是，大多数化疗药物（如阿霉素和紫杉醇(PTX)）的水溶性差，导致其生物利用度较低，并会产生严重的副作用。迄今为止，虽然已有多种纳米颗粒给药系统能够改善化疗药物的上述缺点，但由于制备复杂、稳定性差、载药量低和药物释放过早等原因，其进一步的应用仍受到严重限制。有鉴于此，赣南医学院黄启同教授、邝莹博士和安徽医科大学何晓燕副教授制备了一种稳定性好、载药能力强、生物相容性高、能够减少药物过早释放且具有强抗肿瘤性能的金属-酚网络给药系统，以实现逐步的多重刺激响应给药。1）实验首先合成了具有氧化还原响应性的二聚紫杉醇(diPTX)前药，并将Fe&TA网络配合物快速沉积在diPTX纳米核上，制备了具有良好PTX负载能力的diPTX@Fe&单宁酸(diPTX@Fe&TA)配合物纳米粒子。diPTX@Fe&TA纳米颗粒的水动力直径为152.6±1.2 nm，具有长期的胶体稳定性，PTX负载量为24.7%。2）研究发现，diPTX@Fe&TA可以持续暴露于酸性溶酶体环境和还原细胞质环境中，导致其在被肿瘤细胞吞噬时连续释放diPTX和PTX。与此同时，PTX在生理条件(pH 7.4)下则几乎不会被释放。实验结果表明，diPTX@Fe&TA在体内能有效抑制肿瘤生长，并且其对正常器官产生的毒性极低。综上所述，该工作能够为构建具有良好稳定性和高载药性能的逐步多重刺激响应给药系统提供一种简单而新颖的方法，以实现对肿瘤生长的有效抑制。
Xiaoqing Yi. et al. A step-by-step multiple stimuli-responsive metal-phenolic network prodrug nanoparticles for chemotherapy. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3626-211. Nano Research：提高掺Zn的Co3O4纳米线阵列的锌离子存储能力以用于可穿戴水系可充电Co//Zn电池中性水系可充电的Co3O4//Zn电池具有高输出电压和出色的循环稳定性，能够为开发可穿戴储能设备提供新的思路。为了满足对可穿戴和便携式设备的供电需求，开发高性能纤维型Co//Zn电池是非常重要的。然而，Co3O4本身的导电性较差，严重制约了大容量、高倍率水系可充电的电池的应用。密度泛函理论(DFT)计算表明，利用Zn取代Co3+会导致Zn掺杂的Co3O4 (Zn-Co3O4)发生绝缘体-金属转变。有鉴于此，南京大学姚亚刚教授采用金属Zn-Co3O4纳米线阵列(NWAs)作为新型的无粘结剂阴极，成功制备了全固态纤维形水系可充电的(AFAR) Co//Zn电池。1）实验构建的纤维型Co//Zn电池能够充分利用Zn-Co3O4 NWAs的增强的导电性、提升的容量和倍率能力，其在0.5 mA·cm−2的电流密度下能够产生1.25 mAh·cm−2的显著容量，具有优异的倍率能力(在20 mA·cm−2的高电流密度下保持60.8%的容量)和高能量密度（772.6 mWh·cm−3）。2）综上所述，该研究构建的Zn-Co3O4 NWAs能够为开发高容量、高倍率的水系可充电高压电池正极材料提供重要的见解和帮助。
Qiulong Li. et al. Boosting Zn-ion storage capability of self-standing Zn-doped Co3O4 nanowire array as advanced cathodes for high-performance wearable aqueous rechargeable Co//Zn batteries. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3046-812. Nano Research：对肿瘤响应的铜激活双硫仑用于协同纳米催化肿瘤治疗探索传统药物在不同疾病模型中的生物医学应用非常重要，其能够降低药物开发成本，并克服传统化学药物的关键性问题，如化疗效率低、副作用严重和耐药性等。双硫仑(DSF)是一种临床批准的抗酒精药物。最近的研究表明，将DSF与Cu2+共给药能够实现对肿瘤生长的抑制。然而，直接的给药方式往往会引起严重的毒副作用，其主要原因在于肿瘤中的Cu2+浓度较低和非特异性的Cu2+分布所诱导的细胞毒性。基于纳米尺度金属有机骨架(MOFs)的药物递送性能，温州医科大学王佰亮研究员、上海大学陈雨教授和中科院上海硅酸盐研究所霍敏锋研究员构建了HKUST nMOFs，并将其作为自供Cu2+的纳米载体，以用于有效递送DSF药物。1）肿瘤微环境的弱酸性条件会首先触发HKUST nMOFs释放Cu2+，以进一步与包封的DSF反应并形成毒性Cu(DDTC)2(活化物)以用于肿瘤化疗。在Cu(DDTC)2络合过程中，同时形成的Cu+会触发瘤内的纳米催化治疗，进而产生活性氧以协同破坏肿瘤细胞/组织。2）实验结果表明，DSF@HKUST纳米药物能够实现协同的肿瘤响应性化疗和纳米催化治疗，其在体内外具有良好的生物相容性和显著的抗癌功效。综上所述，该研究能够为实现具高生物相容性、对肿瘤响应的“无毒-有毒”转化癌症治疗提供新的参考。
Hao Chen. et al. Tumor-responsive copper-activated disulfiram for synergetic nanocatalytic tumor therapy. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3069-113. Nano Research：多级双孔羟基磷灰石掺杂的介孔二氧化硅纳米颗粒支架用于促进体内外成骨具有良好的生物相容性和骨导电性的生物材料支架能够用于治疗大型骨缺损。昆士兰大学Chun Xu和Saso Ivanovski构建了其具有多级的微孔(5 µm)和纳米孔(6.4 nm)、羟基磷灰石-树状介孔二氧化硅纳米颗粒(HA-DMSN)支架，并将其用于促进骨再生。1）体外研究表明，HA-DMSN支架具有良好的生物相容性，并能够实现骨标记基因(骨钙素基因(OCN)、骨桥蛋白基因(OPN)、I型胶原α 1基因(CoL1A1)、runt相关转录因子2基因(RUNX2)和整合素结合唾液蛋白基因(IBSP)的剂量依赖性上调，碱性磷酸化(ALP)活性和茜素红染色结果也证明其具有增强的成骨应用潜力。2）体内研究表明，HA-DMSN支架能够在大鼠颅骨缺损模型中显著促进骨形成。综上所述，该研究为骨组织工程提供了一种简单易行的多孔无机支架材料。
Chang Lei. et al. Hierarchical dual-porous hydroxyapatite doped dendriticmesoporous silica nanoparticles based scaffolds promote osteogenesis in vitro and in vivo. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3112-214. Nano Research：可电离的超分子树状分子纳米系统用于安全有效的siRNA递送利用小干扰RNA (siRNA)进行基因治疗是治疗多种疾病的一种新兴方法。然而，如何实现安全高效的siRNA递送仍然是siRNA治疗临床应用所面临的主要障碍。法国马赛跨学科纳米研究中心彭玲教授通过将小的两亲性树突分子进行自组装构建了一种可电离的超分子树状分子载体，并将其作为一种安全有效的siRNA递送系统。1）由于叔胺末端能够电离，因此该超分子树状分子的表面正电位较低，其在生理pH条件下不会产生明显的细胞毒性。与此同时，这种可电离的特性也使得该超分子树状分子能够通过静电相互作用与siRNA形成稳定的复合物。由此产生的siRNA/树突分子递送系统的表面电荷既非中性（可避免聚集），也不过高（避免产生细胞毒性），因此能够实现siRNA的良好细胞摄取和内体释放。2）在不同的癌细胞系和患者源性的癌症类器官中进行的实验结果表明，这种树状分子介导的siRNA递送系统能够有效地沉默致癌基因Myc和Akt2，具有强大的抗增殖作用，其效果也优于金标准载体Lipofectamine 2000。综上所述，该研究构建的可电离的超分子树状分子是一种很有发展前景的siRNA递送载体，能够为拓展超分子化学在生物医学中的应用提供新的借鉴。
Dinesh Dhumal. et al. An ionizable supramolecular dendrimer nanosystem for effective siRNA delivery with a favorable safety profile. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3216-815. Nano Research：光触发的核靶向癌症药物递送香港大学汪卫平教授设计了一种能够在时空控制下实现药物纳米颗粒的核靶向递送的新策略。1）实验通过将光响应前药和游离药物进行自组装以制备了该纳米粒子。通过在系统中加入核靶向序列，该药物纳米颗粒可以在可见光的照射下被递送到细胞核中。2）实验结果表明，该药物纳米颗粒具有较高的载药能力和特异性核靶向性能，可有效杀伤癌细胞。综上所述，该研究设计的自组装策略有望应用于对其他疏水药物和靶向配体以实现光控的细胞器靶向药物递送。
Yafei Li. et al. Photo-triggered nucleus targeting for cancer drug delivery. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3264-016. Nano Research：含对pH敏感的制剂的微针阵列贴片用于葡萄糖响应性胰岛素递送葡萄糖响应性胰岛素递送系统在改善糖尿病患者的治疗结果和生活质量方面具有广阔的前景。有鉴于此，华南理工大学杜金志研究员、浙江大学顾臻教授和中山大学林润教授构建了一种新型的微针阵列贴片，其中含有对pH敏感、负载胰岛素的纳米颗粒(NPs) (SNP(I))以及负载葡萄糖氧化酶(GOx)和过氧化氢酶(CAT)、对 pH不敏感的NPs (iSNP(G+C))，可用于实现对葡萄糖响应的胰岛素经皮递送。1）SNP(I)是由对pH敏感的两亲性嵌段共聚物通过双乳液制备的。在高血糖条件下，iSNP(G+C)中的GOx 会诱导弱酸性环境，使得SNP(I)快速解离以促进胰岛素的释放。2）此外，iSNP(G+C)中的CAT也可以进一步消耗GOx氧化过程中所产生的过量H2O2，从而降低对正常皮肤的炎症风险。在I型糖尿病小鼠体内研究结果表明，该微针递送平台可有效地将血糖水平长期调节在正常范围内。
Feng-Qin Luo. et al. Microneedle-array patch with pH-sensitive formulation for glucose-responsive insulin delivery. Nano Research. 2020https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3273-z17. Nano Research综述：对X射线敏感的high-Z金属纳米晶体用于癌症成像和治疗福州大学杨黄浩教授、宋继彬教授和陈岚岚研究员对X射线敏感性high-Z金属纳米晶体用于癌症成像和治疗的相关研究进行了综述。1）基于X射线照射的放射治疗(RT)是临床上广泛应用的癌症治疗策略。然而，仅基于RT癌症治疗方法往往会导致辐射能量沉积不足，进而不可避免地对身体健康部位产生严重的副作用。研究表明，高原子序数(high-Z)金属纳米晶体能够作为X射线增敏剂，其具有较高的x射线吸收能力，可有效降低辐射剂量，近年来也受到了越来越多的关注。high-Z金属纳米晶体可在X射线照射下产生俄歇电子和光电子，进而产生大量活性氧，诱导细胞损伤。已有研究发现，high-Z金属纳米晶体的敏化效果与其组成、形貌和尺寸密切相关，进而极大地影响其在癌症成像和治疗中的应用性能。2）作者在文中总结了不同类型的X射线增敏剂，主要包括铋、铪、金和钆在癌症RT和成像中的应用；此外，作者也讨论了基于high-Z金属纳米晶的RT技术目前所面临的挑战和未来的发展前景。
Liting Zheng. et al. X-ray sensitive high-Z metal nanocrystals for cancer imaging and therapy. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3337-818. Nano Research综述：FluidFM在单细胞生物物理学中的应用苏黎世联邦理工学院Mi Li对FluidFM在单细胞生物物理学中的应用进行了综述。1）流体力显微镜(FluidFM)是将原子力显微镜(AFM)与连接到压力控制器的微通道悬臂相结合，能够在水溶液条件下实现力敏感纳米滴管的技术。研究表明，FluidFM在实现生物样品的微/纳米尺度三维操作和机械测量等方面具有独特的优势。在过去的十年内，FluidFM在生物物理分析特别是单细胞水平的研究中表现出了重要的潜力，有望为指导发现生命活动的潜在机制提供新的帮助。2）作者在文中回顾了利用FluidFM解决生命科学中的生物力学和生物物理问题的相关研究。首先，作者介绍了FluidFM的基本原理，并从单细胞操作、单细胞力谱学和单细胞电生理学等几个方面综述了FluidFM在单细胞水平生物物理学中的应用；最后，作者也对该领域的未来发展前景和面临的挑战进行了讨论展望。
Mi Li. et al. FluidFM for single-cell biophysics. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3573-y19. Nano Research：具有增强的类过氧化物酶活性的Au@WSe2杂化纳米结构用于葡萄糖比色检测湖南大学蔡仁教授开发了一种基于金纳米颗粒修饰的WSe2 (Au@WSe2)杂化纳米结构的葡萄糖比色检测方法。1）实验通过在水溶液中将HAuCl4前驱体与WSe2纳米片进行简单地搅拌以合成了该杂化结构。由于Au纳米颗粒和WSe2纳米片之间具有很强的协同催化作用，因此Au@WSe2杂化纳米结构能够在H2O2氧化3,3 '，5,5 ' -四甲基联苯胺时表现出增强的类过氧化物酶活性(比单独的WSe2纳米片高2倍左右)。2）基于其具有的高催化性能，研究者进一步将其与葡萄糖氧化酶(GOx)相结合，设计了能够实现对葡萄糖进行灵敏的比色检测的方法，该方法对葡萄糖的检测限为3.66 μM。实验结果表明，该研究设计的检测方法能够用于对血清中的葡萄糖进行检测，其在生物医学领域中具有广阔的应用前景。
Chengyi Hong. et al. Green synthesis of Au@WSe2 hybrid nanostructures with the enhanced peroxidase-like activity for sensitive colorimetric detection of glucose. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3706-320. Nano Research：细胞在微-纳米图案上的临界粘附区域细胞对细胞外基质(ECM)的粘附在生理和病理过程中以及在生物医学和生物技术的应用等方面至关重要。已有研究表明，细胞只能粘附在一个临界大小的粘性微岛上。但目前还没有关于细胞在纳米阵列修饰的微岛上的临界粘附区域的研究。有鉴于此，复旦大学丁建东教授制备了一系列具有不同的微岛尺寸和精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)纳米间距的微-纳米图案。1）除了证明RGD的纳米间距会显著影响细胞在生物活性纳米阵列上的特异性粘附外，研究者也证实了最初在细胞微图案研究中所提出的临界粘附面积的概念也适用于微-纳米图案，并且后者会表现出更多的细胞粘附特征行为。2）研究发现，随着RGD纳米间距的增加，人间充质干细胞(hMSCs)在纳米阵列微岛上的临界粘附区域也会增加。然而，纳米点的数量相对于临界粘附区域而言并不是一个常数。在结合了非特异性背景黏附和特异性细胞黏附后，研究者提出了统一的解释。随后，实验进一步对一系列微-纳米图案的表面进行了渐近分析，进而得到了在密集接枝RGD的无图案表面上的有效RGD纳米间距。该间距估计为非零，其在缺少微-纳米图案技术和相应分析手段的帮助下还尚未被揭示过。
Shuang Zheng. et al. Critical adhesion areas of cells on micro-nanopatterns. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3711-621. Nano Research：正交模块化生物合成纳米结合疫苗以作为抗感染疫苗结合疫苗是控制细菌性疾病发生的最有效手段之一。虽然纳米技术已在疫苗领域得到了广泛的应用，但由于实现多糖与纳米载体之间的连接非常困难，因此纳米技术还很少被用于结合疫苗的研究。军事医学科学院生物工程研究所朱力研究员、王恒樑研究员和潘超博士采用正交和模块化生物合成方法，利用SpyTag/SpyCatcher系统构建了纳米结合疫苗。1）当SpyTag/SpyCatcher系统与蛋白质糖基化技术相结合后，从费氏志贺氏菌2a中获得的细菌O-多糖能够以高生物相容性和可控的方式被偶联到不同的病毒样颗粒(VLPs)表面。研究表明，该纳米结合疫苗具有优异的淋巴结靶向和体液免疫激活能力，并且能够在小鼠模型中诱导产生有效的预防感染作用。2）实验结果表明，天然多糖抗原可以很容易地与VLPs相连接，以制备得到高效的纳米结合疫苗。综上所述，该研究首次实现了基于VLPs的纳米结合疫苗的高效制备，并且该策略也可以应用于开发多种致病性纳米结合疫苗。
Xin Li. et al. Orthogonal modular biosynthesis of nanoscale conjugate vaccines for vaccination against infection. Nano Research. 2021https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3713-422. Nano Research：仿生铜单原子纳米酶系统用于自增强型纳米催化肿瘤治疗具有类过氧化物酶(POD)活性的单原子纳米酶(SAZs)具有良好的纳米催化肿瘤治疗(NCT)能力。然而，细胞中的过氧化氢(H2O2)和氢离子不足等问题也会严重限制其治疗效果。为此解决这些挑战，南方医科大学李国新教授、安徽医科大学王咸文教授和安徽工业大学吴孔林教授开发了一种仿生单原子纳米酶系统以用于实现自增强型NCT。1）研究者首先使用先前已报道的方法制备了血小板膜囊泡，随后采用高温炭化方法成功合成了具有优良类POD活性的铜SAZs，最后通过物理挤压将质子泵抑制剂(PPI；泮托拉唑钠)和SAZs与血小板膜囊泡相结合以制备得到了PPS。在体内外实验中，PPS能够表现出良好的肿瘤靶向和积累能力。2）实验结果表明，PPIs能够同时调节肿瘤细胞中的氢离子、谷胱甘肽(GSH)和H2O2含量，显著提高SAZs的催化能力，以实现自增强型NCT。体内研究结果表明，PPS对肿瘤的抑制率为＞90%，并能够从源头上限制细胞中谷胱甘肽的合成。综上所述，该研究能够为将谷氨酰胺代谢疗法和NCT相结合以实现肿瘤的多模式治疗提供一种新的策略。
Daoming Zhu. et al. Biomimetic copper single-atom nanozyme system for self-enhanced nanocatalytic tumor therapy. Nano Research. 2022https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-4359-6
