Acc. Chem. Res：纳米金刚石的表面控制:生物医学应用的均匀终止到复杂功能架构

念心

2022-11-30

纳米金刚石(ND)的独特性有高生物相容性、多功能表面化学，以及应用于药物递送剂、交联剂或涂层的可能性，在晶格中存在NV中心等发光晶格缺陷时的传感应用等，这些引起了人们的广泛关注。目前，纳米金刚石已被用于靶向给药、光治疗应用以及细胞环境和体外的传感和成像。然而，纳米金刚石的应用一直受到许多阻碍。其主要问题包括单个颗粒的强团聚，表面具有很强的非特异性相互作用的倾向等。鉴于此，斯图加特大学Anke Krueger等人主要以爆轰纳米金刚石(DND)为例，介绍了他们应对这些挑战所采取的多种策略。

本文要点：

（1）首先，利用机械化学方法和在溶液和气相中使用不同试剂处理可以实现纳米颗粒的均匀尺寸分布和具有独特类型的原子或基团的初始表面终止。在液体介质中的反应通常会导致更均匀的结果，这是因为颗粒的整个表面变得平整。
（2）然后，作者致力于开发不同的共价连接剂策略，以适应不同功能基团的接枝需求，从而生产正交功能化的ND粒子，这些粒子可以以可控的方式用多个功能基团修饰。功能单位的非共价固定化同样有用，因为它允许敏感蛋白的功能守恒，在共价固定化时变性。

（3）总之，该工作旨在获得对金刚石纳米颗粒表面特性的完全控制，并开发一个化学方法工具箱，为大量的生物医学应用提供功能化和定制的纳米金刚石。金刚石功能化领域的进一步研究还将包括现有方法转移到其他类型的金刚石表面，化学计量功能化颗粒的生产，纳米金刚石颗粒的共价和动态自组装，以及适当的表征技术的持续发展。

参考文献：

Elisabeth Mayerhoefer and Anke Krueger. Surface Control of Nanodiamond: From Homogeneous Termination to Complex Functional Architectures for Biomedical Applications. Acc. Chem. Res. 2022

DOI:10.1021/acs.accounts.2c00596

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00596