磷在能量代謝，酸堿平衡和遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移中起著不可或缺的作用。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)了許多基于磷的納米材料，并廣泛用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。磷基納米材料的尺寸和結(jié)構(gòu)賦予它們獨(dú)特的物理化學(xué)，光學(xué)和生物特性，大大豐富了納米**的種類。**的性能進(jìn)一步促進(jìn)了磷基納米材料在**納米載體，****學(xué)，生物傳感器和骨骼調(diào)節(jié)中的應(yīng)用。

近日，深圳大學(xué)張晗教授團(tuán)隊(duì)和哈佛醫(yī)學(xué)院陶偉教授團(tuán)隊(duì)對(duì)磷基多功能納米材料的設(shè)計(jì)與合成及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了綜述。作者按磷基納米材料現(xiàn)有形式和磷的價(jià)態(tài)分類如下：有機(jī)磷（含磷的樹枝狀聚合物納米平臺(tái)），磷的低價(jià)態(tài)（金屬磷化物納米材料），磷的零價(jià)態(tài)（BP納米材料），以及磷（金屬磷酸鹽納米材料）的高價(jià)態(tài)。文章簡(jiǎn)要介紹了新興的磷基納米材料的一般分類/類型、相應(yīng)的制備方法和功能修飾。接著，概述了磷基納米材料的一般性能，包括物理，化學(xué)，光學(xué)和生物特性。隨后，系統(tǒng)地介紹了磷基納米材料的多種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，并提出了磷基納米材料的生物醫(yī)學(xué)臨床轉(zhuǎn)化所面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)展望。研究成果以“Phosphorus Science-Oriented Design and Synthesis of Multifunctional Nanomaterials for Biomedical Applications”為題發(fā)表在Cell Press旗下材料類旗艦期刊Matter上。

本文系統(tǒng)地將磷基納米材料分為含磷的樹枝狀大分子納米材料，黑磷納米材料，金屬磷化物納米材料和金屬磷酸鹽納米材料。還總結(jié)了磷基納米材料的當(dāng)前發(fā)展，包括合成方法，相應(yīng)的性質(zhì)和豐富的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。盡管在過去的幾十年中磷基納米材料得到了快速發(fā)展，但是該領(lǐng)域仍處于起步階段，還存在以下挑戰(zhàn)和機(jī)遇：（1）需要開發(fā)更簡(jiǎn)便的方法來(lái)生產(chǎn)足夠的磷基納米材料并確保其良好的重復(fù)性。（2）磷基納米材料在體內(nèi)的分布和代謝仍不清楚。因此，迫切需要使用**的成像技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)磷基納米材料的代謝以及在不同時(shí)間點(diǎn)的準(zhǔn)確分布。（3）磷基納米材料的長(zhǎng)血液循環(huán)時(shí)間對(duì)于提高**效率很重要。為了解決這些問題，需要對(duì)磷基納米材料進(jìn)行表面改性。同樣，大多數(shù)磷基納米材料的靶向效率相對(duì)較低，這不僅**了**效率，而且還對(duì)正常組織產(chǎn)生了許多副作用。（4）需要闡明不同磷基納米材料在**細(xì)胞分子水平上的死亡機(jī)制，這將有助于磷基納米材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用和優(yōu)化。（5）磷基納米材料在體內(nèi)的主要給藥方式包括瘤內(nèi)注射和靜脈內(nèi)注射，可能不適用于所有類型的**癥，因此需要對(duì)每種類型的**癥采用合適的給藥方法。（6）磷基納米材料的生物安全性需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。總之，磷科學(xué)是一個(gè)有前途的研究領(lǐng)域，需要材料科學(xué)，醫(yī)學(xué)，化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家的進(jìn)一步努力。目標(biāo)是尋求并設(shè)計(jì)合適的磷基納米**，并結(jié)合**的診斷工具和外部能場(chǎng)刺激，以提供用于****癥和其他疾病的**，**和安全的方案。

本文的作者為哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后研究員唐忠敏博士，深圳大學(xué)張晗教授、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院陶偉教授為本文的通訊作者。

文獻(xiàn)鏈接：

Zhongmin Tang, Na Kong, Jiang Ouyang, Chan Feng, Na Yoon Kim, Xiaoyuan Ji, Cong Wang, Omid C Farokhzad, Han Zhang*, Wei Tao*. Phosphorus Science-Oriented Design and Synthesis of Multifunctional Nanomaterials for Biomedical Applications. Matter 2020, 2(2), 297–322, DOI: 10.1016/J.MATT.2019.12.007.