Advanced Materials: 新一代肿瘤诊疗一体化二维平台-硼烯

二维材料是一种具有原子厚度片状结构的材料,其具有独特的电子、光学和机械性能,已经成为了技术应用以及未开发的基础科学领域中最有潜力的材料。这些材料通常在平面内由共价键结合而基体间是弱的分子键结合。在过去的十年之中,包括过渡金属硫族化合物(TMDs)、六方氮化硼(h-BN)、层状双氢氧化物(LDHs)、黑磷(BP)、硼烯等在内的越来越多的二维材料被成功制备和表征,并在光电、电子、能源储存与转换和生物医学领域显示出了巨大的应用潜能。硼烯作为二维材料家族中的后起之秀,由于其较高的化学稳定性、热电性、局部离子键和超导性,在光电器件领域得到了广泛的关注;另外硼烯还具有极高的生物相容性,使其在生物医药领域也具有广阔的应用前景。但是由于硼的体相并不存在类似其他二维材料(石墨烯、黑磷等)的层状结构,使其大规模高效率制备硼烯非常的困难,严重限制了二维超薄硼纳米片的高效率制备以及在各个领域的实际应用。

近期,哈佛大学医学院施进军教授与中山大学梅林教授、深圳大学张晗教授合作, 在Advanced Materials上报道了一种结合高温氧化刻蚀与液相剥离技术的自上而下高效率制备超薄二维硼纳米片的方法,主要基于硼烯纳米片相比于体相硼具有极高的热稳定性与抗氧化性,对体相硼进行高温氧化刻蚀,并在水溶液中将氧化硼水解为硼酸根离子的方法剥离制备超薄硼纳米片。基于PEG修饰的硼纳米薄片,发展了一种集多模式成像(荧光、光热、光声成像)与多手段治疗(光热、化疗)于一体的新型肿瘤诊疗体系。此体系在癌症治疗和成像方面表现出诸多优良的特点,包括:(1)近红外光热转换效率高达42.5%;(2)较高的药物负载能力,且可被近红外光和弱酸性环境触发药物释放;(3)在肿瘤部位富集;(4)多模态精准成像;(5)高效的肿瘤清除能力和极佳的生物相容性。

本研究不仅首次提出利用高温氧化刻蚀与液相剥离技术自上而下高效率制备硼烯纳米片,并成功将其应用于肿瘤诊疗一体化中,而且本研究提供的方法对硼烯纳米片在光电器件、能源催化等领域的实际应用提供了最关键的技术,将引起硼烯的又一波研究热潮。相关研究成果在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201803031)上,并于当期Inside Front Cover做简要介绍。

 

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