针对Warburg效应的肿瘤特异性药物递送新平台研究 癌症是一种全球性健康难题，传统的癌症治疗方法，如化疗和放疗，往往伴随显著的副作用，原因在于药物或辐射无法区分肿瘤组织与健康组织，常造成健康组织的损害。因此，开发一种能够精准递送药物到肿瘤的技术已经成为癌症治疗领域的重要研究方向。本论文的研究背景植根于这一科学难题，同时关注癌细胞代谢重编程现象中的“Warburg效应”（Warburg effect）。Warburg效应是癌细胞常见的代谢特征，它在有氧条件下表现出异常的葡萄糖利用率升高，以及乳酸的积累。该特征不仅是癌症的标志之一，还为肿瘤特异性药物递送提供了潜在的策略。 这篇研究论文由Jian Zhang、Tony Pan、Jimmy Lee等多个国际研究团队的合作完成，作者分别来自北卡罗来...
蛋白功能化和内源性放射性标记的[188Re]ReOx纳米颗粒在癌症多模式协同治疗中的突破性应用 癌症作为全球范围内的主要致死原因之一，尽管医学科学在过去几十年中有了显著进展，但治疗和早期检测方法仍面临巨大挑战。据2024年发布的全球癌症统计报告（Globocan 2024）显示，2022年全球新发癌症病例约2000万例，癌症相关死亡人数约970万例。这凸显了研发高效癌症治疗方法的紧迫性。在此背景下，纳米医学凭借其在精准药物递送、靶向治疗和分子成像等方面的优势，成为癌症研究的重要前沿领域之一。 在纳米技术的推动下，功能化纳米颗粒（Nanoparticles, NPs）展现了独特的潜力，能够以最小的毒性作用靶向递送治疗药物至癌细胞。近年来，更先进的联合治疗策略逐渐受到关注，例如放射治疗（Radi...
背景与研究问题 金原子纳米簇（atomic gold nanoclusters，简称AuNCs）的粒径通常不超过2纳米，因其独特的光物理特性，近年来在生物医学、催化和传感等领域引起了广泛关注。这些特性包括良好的催化活性、可调的光发射、生物相容性及无毒性等。然而，尽管人们对金纳米簇在诸如近红外发光探针等方面取得了一些应用成果，该领域仍面临诸多挑战。其中，设计和合成具备近红外（near-infrared, NIR）发光性质的新型金纳米簇尤为困难。此外，影响金纳米簇发光性能的机制复杂，与颗粒尺寸、表面配体及金属的组成等因素直接相关。 近年来，“抗电镀反应”（anti-galvanic reaction，AGR）的概念被引入该领域。与经典的电镀反应不同，AGR中活性较低的金属能够被活性较高的金属离子...
单分子动态结构生物学：基于石墨烯的DNA-蛋白相互作用观测技术新突破 背景介绍 DNA与蛋白质之间复杂且精妙的相互作用在诸如DNA复制、转录与修复等基本生物学功能中起到了至关重要的作用。然而，这种交互过程的详细动态机制却往往难以观察，尤其是在分子尺度（纳米级甚至埃级）下的结构变化。传统结构生物学技术，如X射线晶体衍射、核磁共振（NMR）光谱以及电子显微镜，尽管具有高分辨率，但通常需要对样品进行固定或处理，难以在生理相关的条件下捕捉分子运动的动态行为。此外，单分子荧光共振能量转移（smFRET, single-molecule fluorescence resonance energy transfer）技术虽然为动态结构生物学提供了重要的工具，但其受限于只能测量配对的分子间距离，且在分辨率和...
纸基传感器在抗生素耐药细菌检测中的进展 背景介绍 抗生素耐药性（Antimicrobial Resistance, AMR）是当今全球公共卫生面临的重大挑战之一。随着抗生素的广泛使用和滥用，越来越多的细菌对抗生素产生了耐药性，导致传统治疗方法失效。根据全球疾病负担研究（Global Burden of Disease Study）的数据，2019年全球约有770万人死于细菌感染，其中许多感染与抗生素耐药性有关。抗生素耐药细菌的快速传播不仅增加了医疗成本，还延长了住院时间，并显著提高了死亡率。因此，开发快速、准确且经济的检测方法，用于识别抗生素耐药细菌，成为当前医学和生物传感领域的重要研究方向。 纸基传感器（Paper-based Sensors）因其低成本、便携性和易于使用的特点，近年来在病...
光热MXene嵌入单宁Eu3+颗粒用于海水浸泡感染伤口的原位细菌疫苗 学术背景 海水浸泡伤口由于其低温、高盐和富含细菌的环境，容易引发严重感染，阻碍伤口愈合。传统的抗菌策略往往无法提供长期的抗感染效果，也无法有效促进伤口愈合。为了解决这一问题，研究人员开发了一种新型的多功能伤口敷料，旨在通过杀死细菌并在原位递送细菌抗原来增强对海水浸泡伤口感染的抵抗力。这项研究提出了一种基于MXene嵌入单宁酸-铕（M@TA-Eu）颗粒的策略，通过光热效应杀死细菌并形成原位细菌疫苗，从而加速伤口愈合并提供持久的抗感染效果。 论文来源 这篇论文由Zhentao Li、Ting Song、Yanpeng Jiao、Zijing Zhu、Yang Liao和Zonghua Liu共同撰写，分别来自暨南大学材料科学与...
光/pH双控药物释放“纳米容器”缓解肿瘤缺氧，协同增强化疗、光动力治疗和化学动力治疗 学术背景 在临床癌症治疗中，化疗和放疗存在诸多局限性，如耐药性、治疗不彻底和周期性复发等问题。为了克服这些缺点，研究人员开发了多种替代策略，其中包括多模态联合治疗，这种治疗方式可以与其他疗法互补，提高肿瘤治疗的效果。光动力治疗（PDT）是一种典型的氧化治疗策略，利用光激活的光敏剂和环境中的氧气（O₂）产生高水平的毒性活性氧（ROS），从而杀死癌细胞。PDT因其非侵入性、快速起效和按需可控性，在原发性肿瘤治疗中具有显著优势。然而，肿瘤的缺氧微环境限制了PDT过程中ROS的生成，进而限制了PDT在癌症治疗中的应用。 β-拉帕醌（LPC）是一种新型化疗药物，通过直接与拓扑异构酶1相互作用，抑制肿瘤细胞增殖。然而，...
快速大规模合成手性荧光硫量子点用于细胞内温度监测 学术背景 荧光纳米材料在能源采集、照明显示、通信与信息技术、生物学和医学等领域具有广泛的应用潜力。其中，硫量子点（Sulfur Quantum Dots, SQDs）作为一种新型的无金属量子点，因其环境友好性、优异的生物相容性和可调控的表面化学特性，近年来受到了越来越多的关注。然而，硫量子点的大规模制备及其在消费市场中的应用仍然面临挑战，尤其是其制备过程通常耗时较长，且难以在短时间内获得高质量的产物。因此，开发一种快速、大规模合成硫量子点的方法，并探索其在生物医学中的应用，成为了当前研究的热点。 本文的研究旨在解决硫量子点制备过程中耗时较长的问题，并提出一种通用的快速大规模合成策略。通过利用硫化物物种的空3d轨道与含氮或含氧基团的孤对π电子结...
纳米拓扑结构对细胞代谢活动的影响：多模态成像揭示新发现 学术背景 在生物医学领域，细胞与材料表面的相互作用是研究细胞行为、组织工程和再生医学的关键。纳米级表面拓扑结构（nanotopography）已被证明能够显著影响细胞的形态、粘附、增殖和分化。然而，纳米拓扑结构如何通过机械和几何微环境调节细胞代谢活动，仍然是一个尚未完全理解的问题。细胞代谢是细胞功能的核心，涉及能量产生、生物分子合成和氧化还原平衡等多个方面。理解纳米拓扑结构对细胞代谢的影响，不仅有助于揭示细胞与材料相互作用的机制，还为设计新型细胞培养平台和优化细胞治疗策略提供了新的思路。 本研究旨在通过多模态光学成像技术，揭示纳米拓扑结构对细胞代谢活动的调控机制。具体来说，研究团队利用纳米柱阵列（nanopillar arrays）作为...
纳米技术如何革新体育运动：更好的保护与更强的支持 学术背景 随着现代体育活动的不断发展，运动员的表现、训练方式以及运动装备的需求也在不断升级。传统的运动装备和训练方法已经难以满足现代体育竞技的高要求。纳米技术作为一种前沿科技，因其在材料科学中的独特优势，逐渐被应用于体育领域。纳米材料具有纳米尺度的尺寸，赋予了它们独特的物理和化学性质，这些性质在提升运动装备的性能、保护运动员健康以及优化训练反馈方面具有巨大潜力。 本文旨在探讨纳米技术在体育运动中的广泛应用，包括可穿戴设备、个人热管理设备、功能性运动面料、运动装备以及运动医学等领域。通过分析纳米材料的原理、当前挑战以及未来机遇，本文为研究人员提供了如何利用纳米技术推动体育发展的新视角。 论文来源 本文由Mu-Yang Li和Huan Peng共...