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Small Methods:过渡金属二硫化物在生物医学应用中的设计,合成及表面修饰方法的最新综述

过渡金属二硫化物(transition-metal dichalcogenides, TMDCs)作为一种类石墨烯二维纳米材料,具有众多优异的化学/物理性质,如光学性质、电子能带结构、拉曼散射、发光和导体/半导体行为等。因此,这类材料成为众多领域(如析氢反应、能量储存、晶体管、光电子学、传感器、催化等)研究的热门材料。此外,由于其较低的细胞毒性,巨大的比表面积和独特的结构与性质,TMDCs作为生物材料在生物医学领域得到了广泛的研究,如多模式生物成像、药物输送、肿瘤治疗和生物传感器等。然而,与常规材料不同,生物医用材料的特殊用途要求这类材料在具有独特物理化学性质的同时,还要具有优良的生物相容性以及在生物介质中良好的分散性。此外,这类材料的尺寸、形貌、表面化学等因素都会对其生物体内过程产生重要影响,从而改变其作用效果。因此,如何获得高效、安全的生物医用TMDCs材料,已成为相关学者研究的热点。

Small Methods:过渡金属二硫化物在生物医学应用中的设计,合成及表面修饰方法的最新综述

中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性院重点实验室谷战军研究员课题组在Small Methods上发表了题为“Design, Synthesis, and Surface Modification of Materials Based on Transition- Metal Dichalcogenides for Biomedical Applications”的综述文章,归纳总结了近几年TMDCs纳米材料在生物医学应用中的设计、合成与表面修饰的方法。文章将生物医用TMDCs合成方法分为两大类,分别是基于溶液的自上而下法(剥离/插层法等)和自下而上法(溶液化学合成方法等),并对不同维度TMDCs(零维,一维,二维以及三维)和TMDCs复合物的设计与合成方法进行了详尽的概述。另外,合理的表面功能化修饰也可以进一步提高TMDCs的生物相容性和生物医学应用范围,文章详述了近年来研究工作中最具代表性的TMDCs表面修饰剂(包括高分子聚合物、生物有机分子以及二氧化硅包覆等)及其功能化作用。最后,研究人员还讨论了上述合成和修饰TMDCs方法的局限,例如,如何建立绿色标准化并易于实施的合成策略以实现高通量的大规模生产;如何精确可控合成大小、形貌均一的纳米材料;如何依据生物安全性评价改良TMDCs的合成修饰过程等。

相关文章发表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201700220)上。



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