纳米人 | 前沿科技顶刊日报 20180806

纳米人

2018-08-06

1. JACS：DNA功能化和负载染料的纳米颗粒用于高效的核酸检测

荧光纳米颗粒的荧光共振能量转移（FRET）往往由于其颗粒尺寸远大于福斯特半径，使得其FRET的效率较低。Melnychuk等人报道了将染料强耦合进聚合物基质中形成40 nm表面被寡核苷酸功能化的探针PMMA-MA。这一探针可以作为一个高效的能量供体，相比于类似的FRET传感器来说，其展示出了前所未有的放大信号的效果，比分子探针提升了1000倍，比QDot-605探针也高了近100倍。

Melnychuk N, Klymchenko A S. DNA-functionalized dye-loaded polymeric nanoparticles: ultrabright FRET platform for amplified detection of nucleic acids[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b05840

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05840

2. Angew.：超分子交联剂提高胶束粒子的盐稳定性和MRI性能

 Wang等人报道了将双嵌段聚合物、金属离子和寡配体通过超分子聚合和静电络合组成胶束粒子。这种利用静电力所组合的粒子很容易在加入盐类化合物后分解。研究者展示了如何通过引入双配体，三配体和调整不同组分的比例来优化其在盐溶液中的稳定性。对于Fe (III)和Mn (II)来说，多配体的选择对于离子和水直间的相互作用有很大影响，由此可以为优化弛豫性能和增强MRI效果提供可行的办法。

Stuart M A C, Wang J, Zhou W, et al. Beating Brine. Supramolecular Crosslinker gives Salt Resistant PIC Micelles and Improved MRI Contrast Agents[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201805707

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201805707

3. AM：二元前药联合改善肿瘤免疫抑制微环境来增强免疫治疗效率

免疫检查点封锁疗法被证明在肿瘤临床治疗中有着良好的应用前景，其效率主要受到肿瘤的免疫原性和免疫抑制的肿瘤微环境的影响。Feng等人将两种合作性前通过纳米颗粒递送至肿瘤内，在瘤内的酸度影响下，其负载的OXA和NLG919会被瘤内的GSH激活，前者将提高T淋巴细胞的水平诱导细胞免疫性凋亡，后者则会有效下调肿瘤微环境的免疫抑制。这一策略在抑制小鼠乳腺癌和结肠癌的转移方面效果显著。

Feng B, Zhou F, Hou B, et al. Binary Cooperative Prodrug Nanoparticles Improve Immunotherapy by Synergistically Modulating Immune Tumor Microenvironment[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adma.201803001

https://doi.org/10.1002/adma.201803001

4. AEM：通过非共价相互作用提高有机太阳能电池效率

Liu, D.等人设计并合成了三种具有扩展共轭长度的低带隙非富勒烯受体，基于这些受体的有机太阳能电池均可在10％以上产生高效率，同时具有0.52至0.59 eV的低能量损失。结果表明，通过分子内非共价O和或O和Se相互作用优化共轭长度和骨架平面性,这是开发高性能太阳能电池的有用策略。

Liu D, Kan B, Ke X, et al. Extended Conjugation Length of Nonfullerene Acceptors with Improved Planarity via Noncovalent Interactions for High-Performance Organic Solar Cells[J]. Advanced Energy Materials, 2018.

DOI: 10.1002/aenm.201801618

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201801618

5. AEM：黑磷量子点/Ti₃C₂ MXene纳米片复合材料用于锂/钠离子电池

杨金虎课题组将黑磷量子点（BPQDs）和Ti₃C₂纳米片（TNSs）分别用作电池和赝电容组件，构建具有新型电池-电容双模型储能（DMES）机制的BPQD/TNS复合材料，将其作为锂离子和钠离子电池负极。锚定在TNS上的电池型组件BPQD具有改善导电性并且在循环时缓解应力的作用，同时两个组件之间的P-O-Ti界面键引起的电荷极化使得TNS具有更强的电荷吸附和有效的界面电子转移，提供更高的赝电容值和快速的能量储存。

Meng R, Huang J, Feng Y, et al. Black Phosphorus Quantum Dot/Ti₃C₂ MXene Nanosheet Composites for Efficient Electrochemical Lithium/Sodium‐Ion Storage[J]. Advanced Energy Materials, 2018.

DOI: 10.1002/aenm.201801514

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201801514

6. AEM：金属-有机膦骨架衍生的N，P共掺杂碳包覆Cu₃P纳米颗粒用于SIBs

Jisheng Zhou课题组开发了金属-有机膦骨架（MOPF）衍生策略，制备了碳包覆过渡金属磷化物（TMPs@C），在此过程中无需额外的P源，避免释放PH₃。使用1,3,5-三氮杂-7-磷杂金刚烷（PTA）配体和Cu(NO₃)₂金属中心来构建Cu/ PTA-MOPF纳米片，退火后直接转化为碳包覆Cu₃P纳米颗粒。受益于PTA中的高杂原子含量，在碳基质中可实现高的N和P掺杂含量。将其作为钠电负极，具有高的初始可逆容量，倍率和循环性能。

Kong M, Song H, Zhou S. Metal-Organophosphine Framework-Derived N,P-Codoped Carbon-Confined Cu₃P Nanopaticles for Superb Na-Ion Storage[J]. Advanced Energy Materials, 2018.

DOI: 10.1002/aenm.201801489

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201801489

7. AFM：纳米级钙钛矿普适性制备及应用

Lee, H.等人通过“两步法”可以形成纳米级CH₃NH₃PbI₃光敏剂或CH₃NH₃PbBr₃发光体，并实现普适性和原子经济的方式制备。纳米级钙钛矿具有更高的透明度，而由于量子尺寸限制，相对于“体积”在“纳米”中观察到蓝移和非常明亮的光致发光。

Lee H J, Cho K T, Paek S, et al. A Facile Preparative Route of Nanoscale Perovskites over Mesoporous Metal Oxide Films and Their Applications to Photosensitizers and Light Emitters[J]. Advanced Functional Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adfm.201803801

https://doi.org/10.1002/adfm.201803801

8. AFM：InGaN/GaN纳米线用于细胞生化过程动态成像

Hölzel等人报道了利用InGaN/GaN 纳米线这一光学探针用于在入射光学显微镜下进行细胞生化活动过程的动态化成像。这一探针的光致发光强度对周围环境的pH十分敏感，因而对于pH发生变化的生化过程检测十分合适。结果证明该探针可以实现对pH值变化0.03以内的pH分辨率和25 ms以内的时间分辨率检测。这一工作为高敏感高稳定性的光学探针用于细胞的生化过程分析提供了新的思路。

Hölzel S, Zyuzin M V, Wallys J, et al. Dynamic Extracellular Imaging of Biochemical Cell Activity Using InGaN/GaN Nanowire Arrays as Nanophotonic Probes[J]. Advanced Functional Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adfm.201802503

https://doi.org/10.1002/adfm.201802503

9. Adv. Sci.：血管内磁性导管回收多余纳米载体

纳米材料用于临床治疗的一大阻碍就在于其会在正常的组织部位富集产生副作用。Iacovacci等人报道了利用血管内磁性导管将血液中的多余的磁性纳米载体重新“回收”，来最小化它们可能会产生的副作用影响。其中使用尺寸在500 nm和250 nm的两种超顺磁性铁氧化物纳米颗粒作为载体后，其捕获无用的磁性物质的效率可达94% 和 78%，这对于推动磁性纳米载体材料实现临床应用很有意义。

Iacovacci V, Ricotti L, Sinibaldi E, et al. An Intravascular Magnetic Catheter Enables the Retrieval of Nanoagents from the Bloodstream[J]. Advanced Science, 2018.

DOI: 10.1002/advs.201800807

https://doi.org/10.1002/advs.201800807

10. Small：可降解的纳米载体负载DNA酶引发药物的释放用于肿瘤化疗

影响无机纳米材料临床转化的两大问题在于其难被生物降解和对病变部位的非特异性药物前期渗透。为了解决这两大难题，Yu等人利用Mg掺杂的介孔二氧化硅骨架作为纳米载体负载DOX和DNA酶，其在肿瘤内部的偏酸环境下可以快速地生物降解，随后产生的镁离子可以激活表面的DNA酶，打通并加速DOX的释放。研究证明，被降解后的材料可以通过粪便和尿液代谢出体外，这一策略对于设计临床纳米载体而言具有一定的启发意义。

Yu L, Chen Y, Lin H, et al. Magnesium-Engineered Silica Framework for pH-Accelerated Biodegradation and DNAzyme-Triggered Chemotherapy[J]. Small, 2018.

DOI: 10.1002/smll.201800708

https://doi.org/10.1002/smll.201800708